基于直流电压调节的低速转矩脉动抑制装置及抑制方法
【专利摘要】本发明公开一种基于直流电压调节的低速转矩脉动抑制装置，包括Buck变换器、电压型逆变器和控制器，其中，电压型逆变器的输出端连接无刷直流电机的三相绕组，控制器的输入端连接无刷直流电机的霍尔信号输出端，而所述控制器的输出端分别连接电压型逆变器及Buck变换器，对其工作状态进行控制；所述Buck变换器的输出端连接电压型逆变器的输入端。此装置可通过调节母线电压的方式抑制转矩脉动。本发明还公开一种基于直流电压调节的低速转矩脉动抑制装置的抑制方法。
【专利说明】基于直流电压调节的低速转矩脉动抑制装置及抑制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种电子控制方法及控制装置，特别涉及一种基于直流电压调节的无 刷直流电机低速转矩脉动抑制装置及抑制方法。
【背景技术】
[0002] 无刷直流电机具有体积小、性能好、结构简单、可靠性高、输出转矩大等优点，然而 无刷直流电机换相时产生的换相转矩脉动，可引起电机抖动、噪声，限制了该类电机的应用 范围。目前大多数的无刷直流电机都采用直流电不变的原则来实现电机的运行，这就带来 无刷直流电机低速运行时的转矩脉动的产生，然而通过减小无刷直流电机低速运行时输入 电压的大小可以起到很好的作用，本案由此产生。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的，在于提供一种基于直流电压调节的低速转矩脉动抑制装置及抑制 方法，其可通过调节母线电压的方式抑制转矩脉动。
[0004] 为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
[0005] -种基于直流电压调节的低速转矩脉动抑制装置，包括Buck变换器、电压型逆变 器和控制器，其中，电压型逆变器的输出端连接无刷直流电机的三相绕组，控制器的输入端 连接无刷直流电机的霍尔信号输出端，而所述控制器的输出端分别连接电压型逆变器及 Buck变换器，对其工作状态进行控制；所述Buck变换器的输出端连接电压型逆变器的输入 端。
[0006] 上述Buck变换器包括直流电压源、电感、IGBT、电阻和二极管，其中，IGBT的集 电极连接直流电压源的正极，IGBT的发射极分别连接二极管的阴极和电感的一端，而电感 的另一端经由电阻连接二极管的阳极，所述二极管的阳极还连接直流电压源的负极；所述 IGBT的控制极连接控制器，在控制器的控制下调节导通时间，从而调节开通占空比；且所 述二极管的阴极、阳极之间输出电压。
[0007] 上述电感采用大电感。
[0008] 上述电压型逆变器采用三相桥式逆变器，三相桥式逆变器由6个功率管两两一组 先串联再并联形成，所述三相桥式逆变器的输入端连接Buck变换器的输出端，而三相桥式 逆变器的三个输出端作为电压型逆变器的输出端，分别对应连接无刷直流电机的三相绕 组。
[0009] -种基于如前所述的基于直流电压调节的低速转矩脉动抑制装置的抑制方法，包 括如下步骤：
[0010] (1)控制器采集无刷直流电机的霍尔信号，并根据采集到的霍尔信号计算得到无 刷直流电机的换相导通相；
[0011] ⑵控制器根据步骤⑴中的换相导通相，为Buck变换器提供信号，控制Buck变 换器调节开通占空比从而改变输出电压，使换相导通相的端电压接近于反电动势幅值的4 倍，即数值浮动在反电动势幅值的±10%以内。
[0012] 上述步骤（1)中，控制器根据下表判断换相导通相：
【权利要求】
1. 一种基于直流电压调节的低速转矩脉动抑制装置，其特征在于：包括Buck变换器、 电压型逆变器和控制器，其中，电压型逆变器的输出端连接无刷直流电机的三相绕组，控制 器的输入端连接无刷直流电机的霍尔信号输出端，而所述控制器的输出端分别连接电压型 逆变器及Buck变换器，对其工作状态进行控制；所述Buck变换器的输出端连接电压型逆变 器的输入端。
2. 如权利要求1所述的基于直流电压调节的低速转矩脉动抑制装置，其特征在于：所 述Buck变换器包括直流电压源、电感、IGBT、电阻和二极管，其中，IGBT的集电极连接直流 电压源的正极，IGBT的发射极分别连接二极管的阴极和电感的一端，而电感的另一端经由 电阻连接二极管的阳极，所述二极管的阳极还连接直流电压源的负极；所述IGBT的控制极 连接控制器，在控制器的控制下调节导通时间，从而调节开通占空比；且所述二极管的阴 极、阳极之间输出电压。
3. 如权利要求2所述的基于直流电压调节的低速转矩脉动抑制装置，其特征在于：所 述电感采用30mh以上的大电感。
4. 如权利要求1所述的基于直流电压调节的低速转矩脉动抑制装置，其特征在于：所 述电压型逆变器采用三相桥式逆变器，三相桥式逆变器由6个功率管两两一组先串联再并 联形成，所述三相桥式逆变器的输入端连接Buck变换器的输出端，而三相桥式逆变器的三 个输出端作为电压型逆变器的输出端，分别对应连接无刷直流电机的三相绕组。
5. -种基于如权利要求1所述的基于直流电压调节的低速转矩脉动抑制装置的抑制 方法，其特征在于包括如下步骤 ： (1)控制器采集无刷直流电机的霍尔信号，并根据采集到的霍尔信号计算得到无刷直 流电机的换相导通相； ⑵控制器根据步骤⑴中的换相导通相，为Buck变换器提供信号，控制Buck变换器 调节开通占空比从而改变输出电压，使换相导通相的端电压接近于反电动势幅值的4倍， 即数值浮动在反电动势幅值的±10%以内。
6. 如权利要求5所述的基于直流电压调节的低速转矩脉动抑制装置的抑制方法，其特 征在于：所述步骤（1)中，控制器根据下表判断换相导通相：
其中，A、B、C分别指无刷直流电机的三相绕组。
【文档编号】H02P6/10GK104410341SQ201410710265
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月27日 优先权日:2014年11月27日
【发明者】魏海峰, 张懿 申请人:江苏科技大学