基于直流電壓調(diào)節(jié)的低速轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制裝置及抑制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種基于直流電壓調(diào)節(jié)的低速轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制裝置，包括Buck變換器、電壓型逆變器和控制器，其中，電壓型逆變器的輸出端連接無刷直流電機(jī)的三相繞組，控制器的輸入端連接無刷直流電機(jī)的霍爾信號(hào)輸出端，而所述控制器的輸出端分別連接電壓型逆變器及Buck變換器，對(duì)其工作狀態(tài)進(jìn)行控制；所述Buck變換器的輸出端連接電壓型逆變器的輸入端。此裝置可通過調(diào)節(jié)母線電壓的方式抑制轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。本發(fā)明還公開一種基于直流電壓調(diào)節(jié)的低速轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制裝置的抑制方法。
【專利說明】基于直流電壓調(diào)節(jié)的低速轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制裝置及抑制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種電子控制方法及控制裝置，特別涉及一種基于直流電壓調(diào)節(jié)的無 刷直流電機(jī)低速轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制裝置及抑制方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 無刷直流電機(jī)具有體積小、性能好、結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、輸出轉(zhuǎn)矩大等優(yōu)點(diǎn)，然而 無刷直流電機(jī)換相時(shí)產(chǎn)生的換相轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，可引起電機(jī)抖動(dòng)、噪聲，限制了該類電機(jī)的應(yīng)用 范圍。目前大多數(shù)的無刷直流電機(jī)都采用直流電不變的原則來實(shí)現(xiàn)電機(jī)的運(yùn)行，這就帶來 無刷直流電機(jī)低速運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的產(chǎn)生，然而通過減小無刷直流電機(jī)低速運(yùn)行時(shí)輸入 電壓的大小可以起到很好的作用，本案由此產(chǎn)生。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的，在于提供一種基于直流電壓調(diào)節(jié)的低速轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制裝置及抑制 方法，其可通過調(diào)節(jié)母線電壓的方式抑制轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。
[0004] 為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的解決方案是：
[0005] -種基于直流電壓調(diào)節(jié)的低速轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制裝置，包括Buck變換器、電壓型逆變 器和控制器，其中，電壓型逆變器的輸出端連接無刷直流電機(jī)的三相繞組，控制器的輸入端 連接無刷直流電機(jī)的霍爾信號(hào)輸出端，而所述控制器的輸出端分別連接電壓型逆變器及 Buck變換器，對(duì)其工作狀態(tài)進(jìn)行控制；所述Buck變換器的輸出端連接電壓型逆變器的輸入 端。
[0006] 上述Buck變換器包括直流電壓源、電感、IGBT、電阻和二極管，其中，IGBT的集 電極連接直流電壓源的正極，IGBT的發(fā)射極分別連接二極管的陰極和電感的一端，而電感 的另一端經(jīng)由電阻連接二極管的陽極，所述二極管的陽極還連接直流電壓源的負(fù)極；所述 IGBT的控制極連接控制器，在控制器的控制下調(diào)節(jié)導(dǎo)通時(shí)間，從而調(diào)節(jié)開通占空比；且所 述二極管的陰極、陽極之間輸出電壓。
[0007] 上述電感采用大電感。
[0008] 上述電壓型逆變器采用三相橋式逆變器，三相橋式逆變器由6個(gè)功率管兩兩一組 先串聯(lián)再并聯(lián)形成，所述三相橋式逆變器的輸入端連接Buck變換器的輸出端，而三相橋式 逆變器的三個(gè)輸出端作為電壓型逆變器的輸出端，分別對(duì)應(yīng)連接無刷直流電機(jī)的三相繞 組。
[0009] -種基于如前所述的基于直流電壓調(diào)節(jié)的低速轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制裝置的抑制方法，包 括如下步驟：
[0010] (1)控制器采集無刷直流電機(jī)的霍爾信號(hào)，并根據(jù)采集到的霍爾信號(hào)計(jì)算得到無 刷直流電機(jī)的換相導(dǎo)通相；
[0011] ⑵控制器根據(jù)步驟⑴中的換相導(dǎo)通相，為Buck變換器提供信號(hào)，控制Buck變 換器調(diào)節(jié)開通占空比從而改變輸出電壓，使換相導(dǎo)通相的端電壓接近于反電動(dòng)勢幅值的4 倍，即數(shù)值浮動(dòng)在反電動(dòng)勢幅值的±10%以內(nèi)。
[0012] 上述步驟（1)中，控制器根據(jù)下表判斷換相導(dǎo)通相：

【權(quán)利要求】
1. 一種基于直流電壓調(diào)節(jié)的低速轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制裝置，其特征在于：包括Buck變換器、 電壓型逆變器和控制器，其中，電壓型逆變器的輸出端連接無刷直流電機(jī)的三相繞組，控制 器的輸入端連接無刷直流電機(jī)的霍爾信號(hào)輸出端，而所述控制器的輸出端分別連接電壓型 逆變器及Buck變換器，對(duì)其工作狀態(tài)進(jìn)行控制；所述Buck變換器的輸出端連接電壓型逆變 器的輸入端。
2. 如權(quán)利要求1所述的基于直流電壓調(diào)節(jié)的低速轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制裝置，其特征在于：所 述Buck變換器包括直流電壓源、電感、IGBT、電阻和二極管，其中，IGBT的集電極連接直流 電壓源的正極，IGBT的發(fā)射極分別連接二極管的陰極和電感的一端，而電感的另一端經(jīng)由 電阻連接二極管的陽極，所述二極管的陽極還連接直流電壓源的負(fù)極；所述IGBT的控制極 連接控制器，在控制器的控制下調(diào)節(jié)導(dǎo)通時(shí)間，從而調(diào)節(jié)開通占空比；且所述二極管的陰 極、陽極之間輸出電壓。
3. 如權(quán)利要求2所述的基于直流電壓調(diào)節(jié)的低速轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制裝置，其特征在于：所 述電感采用30mh以上的大電感。
4. 如權(quán)利要求1所述的基于直流電壓調(diào)節(jié)的低速轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制裝置，其特征在于：所 述電壓型逆變器采用三相橋式逆變器，三相橋式逆變器由6個(gè)功率管兩兩一組先串聯(lián)再并 聯(lián)形成，所述三相橋式逆變器的輸入端連接Buck變換器的輸出端，而三相橋式逆變器的三 個(gè)輸出端作為電壓型逆變器的輸出端，分別對(duì)應(yīng)連接無刷直流電機(jī)的三相繞組。
5. -種基于如權(quán)利要求1所述的基于直流電壓調(diào)節(jié)的低速轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制裝置的抑制 方法，其特征在于包括如下步驟 ： (1)控制器采集無刷直流電機(jī)的霍爾信號(hào)，并根據(jù)采集到的霍爾信號(hào)計(jì)算得到無刷直 流電機(jī)的換相導(dǎo)通相； ⑵控制器根據(jù)步驟⑴中的換相導(dǎo)通相，為Buck變換器提供信號(hào)，控制Buck變換器 調(diào)節(jié)開通占空比從而改變輸出電壓，使換相導(dǎo)通相的端電壓接近于反電動(dòng)勢幅值的4倍， 即數(shù)值浮動(dòng)在反電動(dòng)勢幅值的±10%以內(nèi)。
6. 如權(quán)利要求5所述的基于直流電壓調(diào)節(jié)的低速轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制裝置的抑制方法，其特 征在于：所述步驟（1)中，控制器根據(jù)下表判斷換相導(dǎo)通相：
其中，A、B、C分別指無刷直流電機(jī)的三相繞組。
【文檔編號(hào)】H02P6/10GK104410341SQ201410710265
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月27日
【發(fā)明者】魏海峰, 張懿 申請人:江蘇科技大學(xué)