一种无刷直流电机直接转矩控制系统和控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种无刷直流电机直接转矩控制系统和控制方法，系统包括光电编码器、定子电流和端电压检测电路、转速计算器、转速误差比较器、转速调节器、磁链观测器、磁链误差比较器、磁链滞环比较器、转矩观测器、转矩误差比较器、转矩滞环比较器、PWM控制器和三相桥式逆变电路。光电编码器采集电机转子的位置信息，根据转子位置信息计算出实际转速，根据转子位置信息以及参考转矩，计算定子磁链给定值，采集定子三相电流和端电压来计算实际电磁转矩和实际定子磁链，PWM控制器根据转矩误差和磁链误差，产生电压矢量，通过电压矢量驱动逆变电路，实现电机稳定运行。本发明不需要实时计算磁链，简化系统程序，提高控制效率。
【专利说明】
-种无刷直流电机直接转矩控制系统和控制方法
技术领域
[0001] 本发明属于无刷直流电机控制技术领域，特别设及了一种无刷直流电机直接转矩 控制系统和控制方法。
【背景技术】
[0002] 无刷直流电机是一种在传统直流电机基础上发展起来的新型直流电机，具有控制 简单、效率高、动态响应好、可靠性高等优点。目前，无刷直流电机的应用已经从最初的军事 工业，向航空航天、信息、生产、医疗W及工业自动化领域迅速发展。
[0003] 直接转矩控制是一种高性能的电机调速技术，它擬弃了矢量控制的解禪控制思 想，利用电机转矩磁链的直接闭环来获得快速的转矩响应和优良的控制性能，并且在感应 电机和永磁同步电动机上已获得成功，近年来直接转矩控制技术开始应用于无刷直流电 机。
[0004] 常用的无刷直流电机直接转矩控制方法是定子磁链、电磁转矩、转速闭环控制，当 无刷直流电机在二二导通方式下运行，由于关断相的存在，定子磁链运动轨迹为圆银齿形， 定子磁链给定是一个变量，因此电机定子磁链的给定是直接转矩控制技术的关键所在。公 开号为CN 101702607A的中国专利申请将转子感应磁链给定和定子电枢反应磁链给定两部 分分别设定，再将运两部分通过矢量合成法得到定子磁链矢量，求出给定值，该方法需要实 时计算磁链，运样会使系统变得复杂，将不利于工程实现。
【发明内容】
[0005] 为了解决上述【背景技术】提出的技术问题，本发明旨在提供一种无刷直流电机直接 转矩控制系统和控制方法，不需要实时计算磁链，简化系统程序，提高控制效率。
[0006] 为了实现上述技术目的，本发明的技术方案为：
[0007] -种无刷直流电机直接转矩控制系统，包括光电编码器、定子电流和端电压检测 电路、转速计算器、转速误差比较器、转速调节器、磁链观测器、磁链误差比较器、磁链滞环 比较器、转矩观测器、转矩误差比较器、转矩滞环比较器、PWM控制器和=相桥式逆变电路， 所述光电编码器安装在无刷直流电机的转子上，用于采集转子的位置信息，光电编码器的 输出端连接转速计算器的输入端，转速误差比较器的负输入端连接转速比较器的输出端， 转速误差比较器的正输入端输入参考转速，转速误差比较器的输出端连接转速调节器的输 入端，所述定子电流和端电压检测电路的输入端连接在无刷直流电机的母线上，定子电流 和端电压检测电路的输出端分别连接磁链观测器、转矩观测器的输入端，转矩误差比较器 的负输入端连接转矩观测器的输出端，转矩误差比较器的正输入端连接转速调节器的输出 端，转矩误差比较器的输出端连接转矩滞环比较器的输入端，磁链误差比较器的负输入端 连接磁链观测器的输出端，磁链误差比较器的正输入端输入磁链给定值，磁链误差比较器 的输出端连接磁链滞环比较器的输入端，所述PWM控制器的输入端分别连接转矩转换比较 器、磁链滞环比较器的输出端，PWM控制器的输出端连接=相桥式逆变电路中6个开关管的 口极，从而控制=相桥式逆变电路向无刷直流电机输出交流电信号。
[000引进一步地，所述速度调节器采用PI调节器。
[0009] 进一步地，所述S相桥式逆变电路中的6个开关管均为IGBT。
[0010] 进一步地，所述转速计算器、转速误差比较器、转速调节器、磁链观测器、磁链误差 比较器、磁链滞环比较器、转矩观测器、转矩误差比较器、转矩滞环比较器、PWM控制器集成 在一片DSP处理器上。
[0011] 进一步地，所述DSP处理器的型号为DSP28335。
[0012] -种无刷直流电机直接转矩控制方法，包括W下步骤：
[0013] (1)利用光电编码器采集电机转子的位置信息，根据转子位置信息计算出实际转 速；
[0014] (2)参考转速减去实际转速得到转速误差，转速误差通过速度调节器得到参考转 矩；
[0015] (3)根据转子位置信息W及参考转矩，计算定子磁链给定值；
[0016] (4)采集定子=相电流和端电压，根据定子=相电流值和端电压计算实际电磁转 矩和实际定子磁链.
[0017] (5)参考转矩减去实际电磁转矩得到转矩误差，将转矩误差输入转矩滞环比较器， 将转矩滞环比较器的输出值传送给PWM控制器；
[0018] (6)定子磁链给定值减去实际定子磁链得到磁链误差，将磁链误差输入磁链滞环 比较器，将磁链滞环比较器的输出值传送给PWM控制器；
[0019] (7)PWM控制器根据输入信号确定电压矢量，根据电压矢量控带巨相桥式逆变电路 各个开关管的导通状态，从而使无刷直流电机稳定运行。
[0020] 进一步地，步骤(3)的具体过程如下：
[0021 ] (a)定子磁链给定值4是电枢反应磁链恥和转子感应磁链恥的矢量和，将电枢反应 磁链柏和转子感应磁链如投影到a/e两相静止坐标系，然后分别将两轴的分量相加，得到a、e 轴分量私、化：
[0022] 私=柏。+如。
[0023] 化=柏叶1])边
[0024] 上式中，恥a、恥e分别为电枢反应磁链恥在a、0轴的投影，恥a、如6分别为转子感应磁 链如在a、0轴的投影；
[0025] (b)首先，利用下式计算出定子电流给定值：
[0026]
[0027]上式中，Te*为参考转矩，kt为转矩系数；
[002引接着，根据转子位置信息得到定子；相电流给定值13心、1。，将13心、1。通过(：1曰'1^ 变换投影到a/e两相静止坐标系：
[0029]
[0030] 然后，根据I Sa、I Se计算柏a、4址：
[0031] Itaa = LsIsa
[0032] ^p = Ls I 地
[0033] (C)由定子=相绕组反电动势积分求出=相转子磁链：
[0034] 如 3 = Jeadt
[0035] 如b = Jebdt
[0036] 如C = Jecdt
[0037] 然后，将立相转子磁链进行Clark变换，得至帖。、如e:
[00；3 引
[0039] (d)根据柏。、柏0、如。、如0计算出如、如，然后根据如、粗求出定子磁链给定值：
[0040]
[0041] (J) * = a;r Ctan (如/化）
[0042] 上式中，|4|为定子磁链给定值的幅值，定子磁链给定值的幅角。
[0043] 进一步地，在步骤(5)中，转矩滞环比较器的输出值T如下式所示：
[0044]
[0045] 上式中，A化为输入转矩滞环比较器的转矩误差，A T为设定的转矩误差阔值。
[0046] 进一步地，在步骤(6)中，磁链滞环比较的输出值n如下式所示：
[0047]
[004引上式中，A托为输入磁链滞环比较器的磁链误差，为设定的磁链误差阔值；
[0049] 进一步地，步骤(7)的具体过程如下：
[0050] PWM控制器根据输入的T和n，选择相应的电压矢量，电压矢量在电机定子上产生六 边形磁链，从而控制电机连续稳定运行：
[0化1]当 1 = 1，且 Tl=I 时，
[0052] 若磁链位于第I扇区，即定子磁链幅角d) ￡[330,360)&[0,30)，则输出电压矢量 VI，
[0053] 若磁链位于第II扇区，即定子磁链幅角4)￡[30,90)，则输出电压矢量￥2，
[0054] 若磁链位于第HI扇区，即定子磁链幅角4)￡[90，150)，则输出电压矢量￥3，
[0055] 若磁链位于第IV扇区，即定子磁链幅角d) e[150,210)，则输出电压矢量V4，
[0056] 若磁链位于第V扇区，即定子磁链幅角4)￡[210,270)，则输出电压矢量￥5，
[0057] 若磁链位于第VI扇区，即定子磁链幅角d) e[270,330)，则输出电压矢量V6;
[0化引 当1 = 1，且Tl = O时，
[0059]若磁链位于第I扇区，则输出电压矢量V2，
[0060]若磁链位于第II扇区，则输出电压矢量V3，
[0061 ]若磁链位于第HI扇区，则输出电压矢量V4，
[0062] 若磁链位于第IV扇区，则输出电压矢量V5，
[0063] 若磁链位于第V扇区，则输出电压矢量V6，
[0064] 若磁链位于第VI扇区，则输出电压矢量Vl，
[00化]当 1 = 1，且 Ti = -I 时，
[0066] 若磁链位于第I扇区，则输出电压矢量V3，
[0067] 若磁链位于第II扇区，则输出电压矢量V4，
[0068] 若磁链位于第HI扇区，则输出电压矢量V5，
[0069] 若磁链位于第IV扇区，则输出电压矢量V6，
[0070] 若磁链位于第V扇区，则输出电压矢量VI，
[0071 ]若磁链位于第VI扇区，则输出电压矢量V2，
[0072] 当 T = O,且 Ti=I 时，
[0073] 若磁链位于第I扇区，则输出电压矢量Vl，
[0074] 若磁链位于第II扇区，则输出电压矢量V2，
[0075] 若磁链位于第HI扇区，则输出电压矢量V3，
[0076] 若磁链位于第IV扇区，则输出电压矢量V4，
[0077] 若磁链位于第V扇区，则输出电压矢量V5，
[0078] 若磁链位于第VI扇区，则输出电压矢量V6;
[0079] 当 1 = 0,且 n = -l 时，
[0080] 若磁链位于第I扇区，则输出电压矢量V3，
[0081 ]若磁链位于第II扇区，则输出电压矢量V4，
[0082] 若磁链位于第HI扇区，则输出电压矢量V5，
[0083] 若磁链位于第IV扇区，则输出电压矢量V6，
[0084] 若磁链位于第V扇区，则输出电压矢量VI，
[0085] 若磁链位于第VI扇区，则输出电压矢量V2;
[0086] 当 T = O,且 q = 〇 时，
[0087] 无论磁链位于哪个扇区，均输出电压矢量VO;
[0088] 电压矢量VO对应的=相桥式逆变电路开关管的状态:关断所有开关管，
[0089] 电压矢量Vl对应的=相桥式逆变电路开关管的状态:a相桥臂的上开关管W及C相 桥臂的下开关管导通，其余开关管关断，
[0090] 电压矢量V2对应的=相桥式逆变电路开关管的状态:b相桥臂的上开关管W及C相 桥臂的下开关管导通，其余开关管关断，
[0091] 电压矢量V3对应的=相桥式逆变电路开关管的状态:a相桥臂的下开关管W及b相 桥臂的上开关管导通，其余开关管关断，
[0092] 电压矢量V4对应的S相桥式逆变电路开关管的状态:a相桥臂的下开关管W及C相 桥臂的上开关管导通，其余开关管关断，
[0093] 电压矢量V5对应的=相桥式逆变电路开关管的状态:b相桥臂的下开关管W及C相 桥臂的上开关管导通，其余开关管关断，
[0094]电压矢量V6对应的=相桥式逆变电路开关管的状态:a相桥臂的上开关管W及b相 桥臂的下开关管导通，其余开关管关断。
[00M]采用上述技术方案带来的有益效果：
[0096] (1)由于无刷直流电机的非正弦性，电枢磁链与转子磁链的的夹角时刻在变化，本 发明利用坐标变换合成磁场矢量，不需要实时计算，只要事先离线计算定子电流给定值和 转子感应磁链，再查表就可W得到相关数据，有利于工程实现，提高系统运行效率；
[0097] (2)本发明采用转矩/转速双闭环控制，改善了传统转矩开环控制方法精度低、抗 干扰能力差等问题。
【附图说明】
[0098] 图1是本发明的系统结构框图；
[0099] 图2是本发明中转子位置与S相反电动势的关系示意图；
[0100] 图3是本发明中电压矢量构成的六边形磁链示意图；
[0101 ]图4是本发明中S相桥式逆变电路的结构图。
【具体实施方式】
[0102] W下将结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。
[0103] 如图1所示，一种无刷直流电机直接转矩控制系统，包括光电编码器、定子电流和 端电压检测电路、转速计算器、转速误差比较器、转速调节器、磁链观测器、磁链误差比较 器、磁链滞环比较器、转矩观测器、转矩误差比较器、转矩滞环比较器、PWM控制器和=相桥 式逆变电路，所述光电编码器安装在无刷直流电机的转子上，用于采集转子的位置信息，光 电编码器的输出端连接转速计算器的输入端，转速误差比较器的负输入端连接转速比较器 的输出端，转速误差比较器的正输入端输入参考转速，转速误差比较器的输出端连接转速 调节器的输入端，所述定子电流和端电压检测电路的输入端连接在无刷直流电机的母线 上，定子电流和端电压检测电路的输出端分别连接磁链观测器、转矩观测器的输入端，转矩 误差比较器的负输入端连接转矩观测器的输出端，转矩误差比较器的正输入端连接转速调 节器的输出端，转矩误差比较器的输出端连接转矩滞环比较器的输入端，磁链误差比较器 的负输入端连接磁链观测器的输出端，磁链误差比较器的正输入端输入磁链给定值，磁链 误差比较器的输出端连接磁链滞环比较器的输入端，所述PWM控制器的输入端分别连接转 矩转换比较器、磁链滞环比较器的输出端，PWM控制器的输出端连接=相桥式逆变电路中6 个开关管的口极，从而控制=相桥式逆变电路向无刷直流电机输出交流电信号。
[0104] 在本实施例中，速度调节器采用PI调节器。=相桥式逆变电路中的6个开关管均为 IGBT。转速计算器、转速误差比较器、转速调节器、磁链观测器、磁链误差比较器、磁链滞环 比较器、转矩观测器、转矩误差比较器、转矩滞环比较器、PWM控制器集成在一片DSP处理器 上，DSP处理器的型号为DSP28335。
[0105] 本发明还包括一种无刷直流电机直接转矩控制方法，包括W下步骤：
[0106] 步骤1:利用光电编码器采集电机转子的位置信息，根据转子位置信息计算出实际 转速。
[0107] 步骤2:参考转速减去实际转速得到转速误差，转速误差通过速度调节器得到参考 转矩。
[0108] 步骤3:根据转子位置信息W及参考转矩，计算定子磁链给定值。
[0109] 定子磁链给定值4是电枢反应磁链柏和转子感应磁链如的矢量和，将电枢反应磁链 柏和转子感应磁链如投影到a/e两相静止坐标系，然后分别将两轴的分量相加，得到a、巧由分 量私、化：
[0110]
[0111]
[0112] 上式中，恥a、恥e分别为电枢反应磁链恥在a、0轴的投影，恥a、如6分别为转子感应磁 链如在a、0轴的投影。
[0113] 首先，利用下式计算出定子电流给定值：
[0114]
[0115] 上式中，Te*为参考转矩，kt为转矩系数。
[0116] 接着，根据转子位置信息得到定子=相电流给定值13、16、1。，转子位置信息与定子 =相电流给定值的关系如表1所示
[0117] 表1 [011 引
[0119] 胳1。、^、1。诵讨。19尸1^巧抢巧影到(1/0两相静止坐标系；
[0120]
[01別]然后，根据15。、帖计算43。、4址：
[0122]
[0123]
[0124] ，根据转子位置信息求出定子=相绕组反电动势63、6^6。，由定子= 相绕组， 出=相转子磁链：
[0125]
[0126]
[0127]
[012引然后，将立相转子磁链进行Clark变换，得到如。、恥e:
[0129]
[0130] (d)根据柏。、柏6、如。、如6计算出如、如，然后根据如、粗求出定子磁链给定值：
[0131]
[0132]
[0133] 上式中，|4|为定子磁链给定值的幅值，定子磁链给定值的幅角。
[0134] 由于定子电流分量IsaJsP和转子感应磁链分量恥〇、恥0都只和转子位置信息有 关，因此事先离线计算制作成表格，电机运行时不需要实时计算，只要通过查表就可W求出 定子磁链的给定值。
[0135] 步骤4:采集定子=相电流和端电压，根据定子=相电流值和端电压计算实际电磁 转矩和实际定子磁链，计算公式如下：
[0136]
[0137] 上式中，CO为转子角速度，ia、ib、i。为定子S相绕组电流。
[013 引
[0139] 上式中，恥。、扣6为定子磁链在两相静止坐标系上的的分量，Usa、Use为定子端电压 CLA服变换后在两相静止坐标系上的分量，isa、ise为定子立相电流LARK变换后在两相静止 坐标系上的分量，私为定子绕组电阻。
[0140] 实际定子磁链幅值、幅角为：
[0141]
[0142] 步骤5:参考转矩减去实际电磁转矩得到转矩误差，将转矩误差输入转矩滞环比较 器，将转矩滞环比较器的输出值传送给PWM控制器。
[0143] 转矩滞环比较器的输出值T如下式所示：
[0144]
[0145] 上式中，A化为输入转矩滞环比较器的转矩误差，A T为设定的转矩误差阔值。
[0146] 步骤:6:定子磁链给定值减去实际定子磁链得到磁链误差，将磁链误差输入磁链 滞环比较器，将磁链滞环比较器的输出值传送给PWM控制器。
[0147] 磁链滞环比较的输出值n如下式所示：
[014 引
[0149] 上式中，A托为输入磁链滞环比较器的磁链误差，为设定的磁链误差阔值。
[0150] 步骤7:pmi控制器根据输入信号确定电压矢量，根据电压矢量控制=相桥式逆变 电路各个开关管的导通状态，从而使无刷直流电机稳定运行。
[0151] PWM控制器根据输入的T和II，选择相应的电压矢量，如图3所示，电压矢量在电机定 子上产生六边形磁链，根据电压矢量确定图4所示=相桥式逆变电路各个开关管的导通状 态，电压矢量的选择如表2所示：
[0152]表2 [01531
[
[0155] 电压矢量VO(OOOOOO)对应的S相桥式逆变电路开关管的状态:关断所有开关管。 电压矢量VI(1000 OI)对应的=相桥式逆变电路开关管的状态:a相桥臂的上开关管W及C相 桥臂的下开关管导通，其余开关管关断。电压矢量V2(001001)对应的S相桥式逆变电路开 关管的状态:b相桥臂的上开关管W及C相桥臂的下开关管导通，其余开关管关断。电压矢量 V3(011000)对应的=相桥式逆变电路开关管的状态:a相桥臂的下开关管W及b相桥臂的上 开关管导通，其余开关管关断。电压矢量V4(010010)对应的S相桥式逆变电路开关管的状 态：a相桥臂的下开关管W及C相桥臂的上开关管导通，其余开关管关断。电压矢量V5 (OOOllO)对应的=相桥式逆变电路开关管的状态:b相桥臂的下开关管W及C相桥臂的上开 关管导通，其余开关管关断。电压矢量Ve(IOOiOO)对应的=相桥式逆变电路开关管的状态： a相桥臂的上开关管W及b相桥臂的下开关管导通，其余开关管关断。
[0156] W上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能W此限定本发明的保护范围，凡是 按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围 之内。
【主权项】
1. 一种无刷直流电机直接转矩控制系统，其特征在于:包括光电编码器、定子电流和端 电压检测电路、转速计算器、转速误差比较器、转速调节器、磁链观测器、磁链误差比较器、 磁链滞环比较器、转矩观测器、转矩误差比较器、转矩滞环比较器、PWM控制器和Ξ相桥式逆 变电路，所述光电编码器安装在无刷直流电机的转子上，用于采集转子的位置信息，光电编 码器的输出端连接转速计算器的输入端，转速误差比较器的负输入端连接转速比较器的输 出端，转速误差比较器的正输入端输入参考转速，转速误差比较器的输出端连接转速调节 器的输入端，所述定子电流和端电压检测电路的输入端连接在无刷直流电机的母线上，定 子电流和端电压检测电路的输出端分别连接磁链观测器、转矩观测器的输入端，转矩误差 比较器的负输入端连接转矩观测器的输出端，转矩误差比较器的正输入端连接转速调节器 的输出端，转矩误差比较器的输出端连接转矩滞环比较器的输入端，磁链误差比较器的负 输入端连接磁链观测器的输出端，磁链误差比较器的正输入端输入磁链给定值，磁链误差 比较器的输出端连接磁链滞环比较器的输入端，所述PWM控制器的输入端分别连接转矩转 换比较器、磁链滞环比较器的输出端，pmi控制器的输出端连接Ξ相桥式逆变电路中6个开 关管的口极，从而控制Ξ相桥式逆变电路向无刷直流电机输出交流电信号。2. 根据权利要求1所述一种无刷直流电机直接转矩控制系统，其特征在于:所述速度调 节器采用PI调节器。3. 根据权利要求1所述一种无刷直流电机直接转矩控制系统，其特征在于:所述Ξ相桥 式逆变电路中的6个开关管均为IGBT。4. 根据权利要求1所述一种无刷直流电机直接转矩控制系统，其特征在于:所述转速计 算器、转速误差比较器、转速调节器、磁链观测器、磁链误差比较器、磁链滞环比较器、转矩 观测器、转矩误差比较器、转矩滞环比较器、PWM控制器集成在一片DSP处理器上。5. 根据权利要求4所述一种无刷直流电机直接转矩控制系统，其特征在于:所述DSP处 理器的型号为DSP28335。6. -种无刷直流电机直接转矩控制方法，其特征在于，包括W下步骤： (1) 利用光电编码器采集电机转子的位置信息，根据转子位置信息计算出实际转速； (2) 参考转速减去实际转速得到转速误差，转速误差通过速度调节器得到参考转矩； (3) 根据转子位置信息W及参考转矩，计算定子磁链给定值； (4) 采集定子Ξ相电流和端电压，根据定子Ξ相电流值和端电压计算实际电磁转矩和 实际定子磁链； (5) 参考转矩减去实际电磁转矩得到转矩误差，将转矩误差输入转矩滞环比较器，将转 矩滞环比较器的输出值传送给PWM控制器； (6) 定子磁链给定值减去实际定子磁链得到磁链误差，将磁链误差输入磁链滞环比较 器，将磁链滞环比较器的输出值传送给PWM控制器； (7) PWM控制器根据输入信号确定电压矢量，根据电压矢量控制Ξ相桥式逆变电路各个 开关管的导通状态，从而使无刷直流电机稳定运行。7. 根据权利要求6所述一种无刷直流电机直接转矩控制方法，其特征在于，步骤(3)的 具体过程如下： (a)定子磁链给定值Φ是电枢反应磁链恥和转子感应磁链恥的矢量和，将电枢反应磁链 柏和转子感应磁链如投影到α/β两相静止坐标系，然后分别将两轴的分量相加，得到α、β轴分 量私、化：上式中，柏。、4af!分别为电枢反应磁链柏在α、β轴的投景多，如α、4边分别为转子感应磁链如在 α、β轴的投影； (b)首先，利用下式计算出定子电流给定值：上式中，Te*为参考转矩，kt为转矩系数； 接着，根据转子位置信息得到定子；相电流给定值13、16、1。，将13、16、1。通过(：13'1^变换 投影到α/β两相静止坐标系：然后，根据I sa、I se计算柏。、柏0: 4aa 二 Lsisa Φ址二 Lsisp (C)由定子Ξ相绕组反电动势积分求出Ξ相转子磁链： 电ra二 Jeadt 4rb 二 Jebdt 4rc 二 Jecdt 然后，将立相转子磁链进行Clark变换，得到如α、如e:(d )根据柏。、柏￡!、如。、相计算出φα、如，然后根据φα、如求出定子磁链给定值： Φ * = arctan(4a/如）上式中，IΦI为定子磁链给定值的幅值，Φ ^3定子磁链给定值的幅角。8. 根据权利要求7所述一种无刷直流电机直接转矩控制方法，其特征在于:在步骤(5) 中，转矩滞环比较器的输出值τ如下式所示：上式中，ATe为输入转矩滞环比较器的转矩误差，ΔΤ为设定的转矩误差阔值。9. 根据权利要求8所述一种无刷直流电机直接转矩控制方法，其特征在于:在步骤(6) 中，磁链滞环比较的输出值η如下式所示：上式中，Δ托为输入磁链滞环比较器的磁链误差，Δ φ为设定的磁链误差阔值。10.根据权利要求9所述一种无刷直流电机直接转矩控制方法，其特征在于，步骤(7)的 具体过程如下： PWM控制器根据输入的τ和II，选择相应的电压矢量，电压矢量在电机定子上产生六边形 磁链，从而控制电机连续稳定运行： 当τ = 1，且11=1时， 若磁链位于第I扇区，即定子磁链幅角Φ e [330,360化[0,30)，则输出电压矢量VI， 若磁链位于第II扇区，即定子磁链幅角Φ E [30，90)，则输出电压矢量V2， 若磁链位于第ΠΙ扇区，即定子磁链幅角Φ e [90，150)，则输出电压矢量V3， 若磁链位于第IV扇区，即定子磁链幅角ΦΕ [150,210)，则输出电压矢量V4， 若磁链位于第V扇区，即定子磁链幅角ΦΕ [210,270)，则输出电压矢量V5， 若磁链位于第VI扇区，即定子磁链幅角Φ e [270,330)，则输出电压矢量V6; 当τ = 1，且11 = 0时， 若磁链位于第I扇区，则输出电压矢量V2， 若磁链位于第II扇区，则输出电压矢量V3， 若磁链位于第ΠI扇区，则输出电压矢量V4， 若磁链位于第IV扇区，则输出电压矢量V5， 若磁链位于第V扇区，则输出电压矢量V6， 若磁链位于第VI扇区，则输出电压矢量VI， 当τ = 1，且η = -1时， 若磁链位于第I扇区，则输出电压矢量V3， 若磁链位于第II扇区，则输出电压矢量V4， 若磁链位于第ΠI扇区，则输出电压矢量V5， 若磁链位于第IV扇区，则输出电压矢量V6， 若磁链位于第V扇区，则输出电压矢量VI， 若磁链位于第VI扇区，则输出电压矢量V2， 当τ = 〇,且11=1时， 若磁链位于第I扇区，则输出电压矢量VI， 若磁链位于第II扇区，则输出电压矢量V2， 若磁链位于第ΠI扇区，则输出电压矢量V3， 若磁链位于第IV扇区，则输出电压矢量V4， 若磁链位于第V扇区，则输出电压矢量V5， 若磁链位于第VI扇区，则输出电压矢量V6; 当τ = 〇,且η = -1时， 若磁链位于第I扇区，则输出电压矢量V3， 若磁链位于第II扇区，则输出电压矢量V4， 若磁链位于第π I扇区，则输出电压矢量V5， 若磁链位于第IV扇区，则输出电压矢量V6， 若磁链位于第V扇区，则输出电压矢量VI， 若磁链位于第VI扇区，则输出电压矢量V2; 当τ = 0,且11 = 0时， 无论磁链位于哪个扇区，均输出电压矢量V0; 电压矢量V0对应的=相桥式逆变电路开关管的状态:关断所有开关管， 电压矢量VI对应的=相桥式逆变电路开关管的状态:a相桥臂的上开关管W及C相桥臂 的下开关管导通，其余开关管关断， 电压矢量V2对应的Ξ相桥式逆变电路开关管的状态:b相桥臂的上开关管W及C相桥臂 的下开关管导通，其余开关管关断， 电压矢量V3对应的Ξ相桥式逆变电路开关管的状态:a相桥臂的下开关管W及b相桥臂 的上开关管导通，其余开关管关断， 电压矢量V4对应的Ξ相桥式逆变电路开关管的状态:a相桥臂的下开关管W及C相桥臂 的上开关管导通，其余开关管关断， 电压矢量V5对应的Ξ相桥式逆变电路开关管的状态:b相桥臂的下开关管W及C相桥臂 的上开关管导通，其余开关管关断， 电压矢量V6对应的Ξ相桥式逆变电路开关管的状态:a相桥臂的上开关管W及b相桥臂 的下开关管导通，其余开关管关断。
【文档编号】H02P21/30GK105846745SQ201610341837
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年5月20日
【发明人】余莉, 孙加伟, 芮元栋, 刘锐, 刘德
【申请人】南京信息工程大学