一种无刷直流电机全调速范围内转矩脉动抑制方法与流程

技术特征：

1.一种无刷直流电机全调速范围内转矩脉动抑制方法，其特征在于，该方法根据速度计算模块(11)得出的电机转速，分为低速运行与高速运行两个状态，并针对这两种状态分别按照如下方式进行转矩脉动控制：

①当电机低速运行时，采用位置反馈模块(5)检测无刷直流电机的转子角速度信号，并由速度计算模块(11)根据所述转子的角速度信号，计算得到电机的转速ω，将其与给定转速ω^*作差，所得转速差输入PI转速调节器(6)后得到电机的参考电磁转矩T_e^*；同时，将电机任意两相电流的反馈值i_j、i_k输入给转矩计算模块(10)估算出电机的电磁转矩T_e；

将所述电磁转矩T_e与给定转矩T_e^*作差，所得的转矩差值经转矩滞环调节器(7)调节得到控制参数τ，将其输入至开关表选择模块(8)，再结合扇区判断模块(9)的输出信号，决定当前应施加的开关信号以控制逆变器(4)，从而驱动无刷直流电机运行，实现无刷直流电机低速运行时的无磁链直接转矩控制；

②当电机高速运行时，采用位置反馈模块(5)检测无刷直流电机的转子角速度信号，并由速度计算模块(11)根据所述转子的角速度信号，计算得到电机的转速ω，将其与给定转速ω^*作差，所得转速差输入PI转速调节器(6)后得到电机的参考电磁转矩T_e^*；同时，将电机任意两相电流的反馈值i_j、i_k输入给转矩计算模块(10)估算出电机的电磁转矩T_e；

将所述电磁转矩T_e与给定转矩T_e^*作差，所得的转矩差值经转矩滞环调节器(7)调节得到控制参数τ，将其输入至开关表选择模块(8)，将电机任意两相电流的反馈值i_j、i_k输入至换相判断模块(12)，当其输出为零时，采用两相导通开关表，输出不为零时，对关断相进行延迟关断，这样在关断期间会同时导通3个开关管，即采用三相导通开关表；

最后由开关表选择模块(8)根据转矩滞环调节器(7)输出信号τ、扇区判断模块(9)输出信号Q和换相判断单元(12)输出信号K决定当前应施加的开关信号以控制逆变器模块(4)，从而驱动无刷直流电机，实现无刷直流电机高速运行时的无磁链直接转矩控制。

2.根据权利要求1所述的一种无刷直流电机全调速范围内转矩脉动抑制方法，其特征在于：所述位置反馈模块(5)采用光电编码器、霍尔元件抑或无位置传感器。

3.根据权利要求1所述的一种无刷直流电机全调速范围内转矩脉动抑制方法，其特征在于：所述低速运行状态与高速运行状态的转矩脉动控制中，转矩T_e根据下式计算：

T_e＝Ke(|i_j|+|i_k|+|i_j+i_k|)

其中K_e为电机空载反电势常数，i_j，i_k为电机三相电流中的任意两相电流。

4.根据权利要求1、2或3所述的一种无刷直流电机全调速范围内转矩脉动抑制方法，其特征在于：所述高速运行状态的转矩脉动控制中，换相判断模块(12)按照以下方法形成输出：在任意时刻检测两相电流并计算出第三相电流，得到I_a，I_b，I_c三相电流，然后将三相电流两两相加并取绝对值，得到最小值k，当所述最小值k为0，开关表选择模块(8)判断此时电机处于非换相期间，换相判断模块(12)输出0，，当所述最小值k不为0，开关表选择模块(8)判断此时电机处于换相期间，换相判断模块(12)输出1。

5.根据权利要求4所述的无刷直流电机全调速范围内转矩脉动抑制方法，其特征在于：所述低速运行状态与高速运行状态的转矩脉动控制中，开关表选择模块(8)按照下表决定当前应施加的开关信号：

表中，S₁～S₆表示逆变器模块(4)的6个开关管，表中1表示开通，0表示关断。