无霍尔传感器双闭环正弦波驱动装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及直流无刷电机驱动器的控制技术领域，特别涉及一种无霍尔传感器双闭环正弦波驱动装置。
【背景技术】
[0002]随着电子技术的不断更新发展，直流无刷电机的应用范围越来越广，尤其是在风机应用中以静音、高效、维护方便等优势逐渐替代原始交流电机的应用，而与之相对应的直流无刷电机驱动器技术也日新月异。
[0003]目前市场上的直流无刷电机驱动器从控制方式类型划分为以下几种类型:
[0004]1、有霍尔传感器开环方波驱动类；
[0005]2、有霍尔传感器转速闭环方波驱动类；
[0006]3、有霍尔传感器开环正弦波驱动类；
[0007]4、有霍尔传感器转速闭环正弦波驱动类；
[0008]5、有霍尔传感器电流闭环正弦波驱动类；
[0009]6、无霍尔传感器开环方波驱动类；
[0010]7、无霍尔传感器转速闭环方波驱动类；
[0011]8、无霍尔传感器转速闭环正弦波驱动类；
[0012]9、无霍尔传感器电流闭环正弦波驱动类；
[0013]其中，无霍尔传感器转速闭环正弦波驱动类电机转速易受负载变化的影响的问题，无霍尔传感器电流闭环正弦波驱动类转速调节时电机转速变化比浇明显。
【发明内容】
[0014]本发明的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种电机的设计制造方便简单、对电机性能有了强大的改善，有效的增加电机的使用寿命、高效节能的无霍尔传感器双闭环正弦波驱动装置。
[0015]实现本发明目的的技术方案是:一种无霍尔传感器双闭环正弦波驱动装置，具有电源、交直流逆变器、转速调节信号给定装置、电流PID控制器、转速PID控制器、状态模型重组计算装置、SVPffM计算器、内部电流读取装置和转子速度/位置反馈装置;所述电源的输出端接交直流逆变器的输入端;所述交直流逆变器的输出端接直流无刷电机的输入端;所述转速调节信号给定装置的数据与内部电流读取装置通过电流PID控制器调节后输入状态模型重组计算装置，转速调节信号给定装置的数据与转子速度/位置反馈装置通过转速PID控制器调节后输入状态模型重组计算装置;所述状态模型重组计算装置将模型重组计算后的数据输入SVPffM计算器进行计算;所述SVPffM计算器将计算结果输入交直流逆变器中的三相逆变桥电路进行电压逆变后与直流无刷电机的输入端相连接。
[0016]上述技术方案所述交直流逆变器的输出端与DC-DC转换器的输入端相连接;所述DC-DC转换器输出DC15V、DC5V及DC3.3V电源为内部控制电路提供低压。
[0017]上述技术方案所述电源为AC220V。
[0018]采用上述技术方案后，本发明具有以下积极的效果:
[0019](I)本发明在直流无刷电机内部不需要安装霍尔传感器作为电子换向器，使电机的设计制造更方便简单。
[0020](2)本发明的转速闭环使电机在额定转速额定负载的状态下达到最优化的调速效果、稳定的电机转速和更高的效率(电机的运行效率越高相对越省电)；电流闭环使电机在额定的转速下当负载发生变化时电机的转速也能有相对应的变化曲线，同样是为了更有效的提高电机的运行效率;两种闭环驱动方式叠加后在相互补偿的基础上更是对电机性能有了强大的改善，有效的增加电机的使用寿命;众所周知新电机在刚组装完成使电机内永磁材料上的磁量是最大的，随着使用时间的变化永磁材料上的磁量参数在逐渐减小直到一个相对的稳定值之后才会不再发生变化(这个过程与选择的永磁体材料有关)，而本技术方案就是针对这一现象进行有效补偿和改善，从而起到高效节能的效果。
[0021](3)本发明的驱动器施加到电机相线上的电流波形为纯正弦波的模式，有效减小电机的振动和噪音以达到静音的效果。
【附图说明】
[0022]为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
[0023]图1为本发明的结构不意图；
[0024]附图中标号为:电源1、交直流逆变器2、转速调节信号给定装置3、电流PID控制器
4、转速PID控制器5、状态模型重组计算装置6、SVPWM计算器7、内部电流读取装置8、转子速度/位置反馈装置9、直流无刷电机10、三相逆变桥电路11。
【具体实施方式】
[0025](实施例1)
[0026]见图1，本发明具有电源1、交直流逆变器2、转速调节信号给定装置3、电流PID控制器4、转速PID控制器5、状态模型重组计算装置6、SVPWM计算器7、内部电流读取装置8和转子速度/位置反馈装置9;电源为AC220V，电源I的输出端接交直流逆变器2的输入端;交直流逆变器2的输出端接直流无刷电机10的输入端;转速调节信号给定装置3的数据与内部电流读取装置8通过电流PID控制器4调节后输入状态模型重组计算装置6，转速调节信号给定装置3的数据与转子速度/位置反馈装置9通过转速PID控制器5调节后输入状态模型重组计算装置6 ；状态模型重组计算装置6将模型重组计算后的数据输入SVPffM计算器7进行计算;SVPffM计算器7将计算结果输入交直流逆变器2中的三相逆变桥电路11进行电压逆变后与直流无刷电机10的输入端相连接。交直流逆变器2的输出端与DC-DC转换器的输入端相连接;DC-DC转换器输出DC15V、DC5V及DC3.3V电源为内部控制电路提供低压。
[0027]本发明的工作原理为:
[0028]1、电源AC220V输入通过交直流逆变器将交流电转换为直流电源，并通过DC-DC转换器为内部控制电路提供低压DC15V、DC5V及DC3.3V电源；
[0029]2、转速调节信号给定所需要的转速要求后系统开始进入强制定位模式，让电机首先进入准备运行状态(即系统默认的电机启动相位)，为减小电机强制定位时造成的抖动现象，我们将电机的定位时施加的电流采用缓慢上升的方式最终达到定位的目的同时也减小电机的抖动；
[0030]3、电机强制定位完成后进入开环强拖的模式让电机开始缓慢运转，从而使系统获得最初的状态模型数据；
[0031]4、在系统获得最初的状态模型数据后系统进入闭环模式，加速到转速调节信号给定需要的转速值，通过“电流PID控制器”和“转速PID控制器”调节对当前的运行状态进行实时的调节并将数据发送给“状态模型重组计算”器进行计算后交给后级的“SVPMW计算器”进行计算，将计算结果转换控制“三相逆变桥”电路进行电压逆变后施加到最终的执行结构直流无刷电机上。
[0032]以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种无霍尔传感器双闭环正弦波驱动装置，其特征在于:具有电源(I)、交直流逆变器(2)、转速调节信号给定装置(3)、电流PID控制器(4)、转速PID控制器(5)、状态模型重组计算装置(6)、SVPWM计算器(7)、内部电流读取装置(8)和转子速度/位置反馈装置(9);所述电源(I)的输出端接交直流逆变器(2)的输入端;所述交直流逆变器(2)的输出端接直流无刷电机(10)的输入端;所述转速调节信号给定装置(3)的数据与内部电流读取装置(8)通过电流PID控制器(4)调节后输入状态模型重组计算装置(6)，转速调节信号给定装置(3)的数据与转子速度/位置反馈装置(9)通过转速PID控制器(5)调节后输入状态模型重组计算装置(6);所述状态模型重组计算装置(6)将模型重组计算后的数据输入SVPffM计算器(7)进行计算;所述SVPWM计算器(7)将计算结果输入交直流逆变器(2)中的三相逆变桥电路(I I)进行电压逆变后与直流无刷电机(10)的输入端相连接。2.根据权利要求1所述的无霍尔传感器双闭环正弦波驱动装置，其特征在于:所述交直流逆变器(2)的输出端与DC-DC转换器的输入端相连接;所述DC-DC转换器输出DC15V、DC5V及DC3.3V电源为内部控制电路提供低压。3.根据权利要求2所述的无霍尔传感器双闭环正弦波驱动装置，其特征在于:所述电源为AC220V。
【专利摘要】本发明涉及一种无霍尔传感器双闭环正弦波驱动装置，具有电源所述电源的输出端接交直流逆变器的输入端；所述交直流逆变器的输出端接直流无刷电机的输入端；所述转速调节信号给定装置的数据与内部电流读取装置通过电流PID控制器调节后输入状态模型重组计算装置，转速调节信号给定装置的数据与转子速度/位置反馈装置通过转速PID控制器调节后输入状态模型重组计算装置；所述状态模型重组计算装置将模型重组计算后的数据输入SVPWM计算器进行计算；所述SVPWM计算器将计算结果输入交直流逆变器中的三相逆变桥电路进行电压逆变后与直流无刷电机的输入端相连接。本发明设计制造方便简单、改善了电机性能，提高了电机的使用寿命。
【IPC分类】H02P6/08, H02P6/10
【公开号】CN105577045
【申请号】CN201610137431
【发明人】吴泽明, 赵张武, 滕超
【申请人】常州泽明自动化设备有限公司
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2016年3月9日