本發(fā)明涉及電力傳動技術領域，尤其涉及一種永磁無刷電機控制方法。

背景技術：

永磁無刷電機因其控制簡單、功率密度高等優(yōu)點，應用十分廣泛，但是換向問題一直是影響其控制性能的一大因素。在電機實際運行過程中，由于繞組電抗的作用，換向時電流不能突變，再加上電樞反應和位置傳感器偏差等影響，電機實際上在非理想換向點進行了換向，相電流的相位與反電動勢的相位不再一致且相電流往往滯后于反電勢。電流相位滯后對電機性能帶來諸多不利影響，主要有以下幾點：

1.電機轉矩/電流比降低，出力減小，帶負載能力減弱，電壓利用率降低；

2.繞組電流中含有較大無功分量，電機常數(shù)變大，調(diào)速范圍減小，且電流產(chǎn)生紋波加劇轉矩波動；

3.引起增磁效應，鐵耗增加甚至飽和，銅耗增加，溫升嚴重等。

當電機高速運行時，相電流相位滯后問題更加突出，對電機性能的影響也更加不容忽視，從而限制了永磁無刷電機在高轉速高精度等更廣闊領域的應用。而現(xiàn)有的抑制該問題的方法都存在較大缺陷，尤其是控制精度都較低。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題是針對背景技術的缺陷，提供一種永磁無刷電機控制方法，參數(shù)敏感度低，控制精度高，適用范圍廣且控制簡單。

本發(fā)明為解決上述技術問題采用以下技術方案：

一種永磁無刷電機控制方法，包含以下具體步驟：

步驟1)，在永磁無刷電機內(nèi)安裝轉子位置傳感器，以獲得永磁無刷電機的轉子位置信號；

步驟2)，檢測得到永磁無刷電機的相電壓和相電流；

步驟3)，根據(jù)永磁無刷電機的相電壓和相電流計算得到轉子磁鏈信號和電流積分信號；

步驟4)，將轉子磁鏈的相位與電流積分信號的相位進行作差處理，得到等效于永磁無刷電機反電勢與相電流之間相位差的相位誤差信號；

步驟5)，對相位差進行誤差調(diào)節(jié)，得到永磁無刷電機的電流滯后相位角的補償值，即超前換向補償角；

步驟6)，通過轉子位置傳感器獲到轉子位置信號，并根據(jù)轉子位置信號構造換向邏輯；

步驟7)，根據(jù)步驟5)得到的超前換向補償角對換向邏輯進行調(diào)整，得到調(diào)整后的換向邏輯；

步驟8)，根據(jù)調(diào)整后的換向邏輯控制永磁無刷電機進行換向；

步驟9)，重復執(zhí)行步驟1)至步驟8)，形成對反電勢與相電流相位差的閉環(huán)控制，使兩者相位一致即使電機穩(wěn)定運行在最佳換向點。

作為本發(fā)明一種永磁無刷電機控制方法進一步的優(yōu)化方案，步驟5)中所述的誤差調(diào)節(jié)采用P調(diào)節(jié)、PI調(diào)節(jié)、PD調(diào)節(jié)、PID調(diào)節(jié)中的任意一種。

本發(fā)明采用以上技術方案與現(xiàn)有技術相比，具有以下技術效果：

1、電機能在全速全功率范圍內(nèi)始終保持最大轉矩/電流比輸出和最大有功功率輸出；

2、直接檢測并補償相位差，參數(shù)敏感度低，且誤差調(diào)節(jié)器形成對相位差的閉環(huán)控制，不受電機運行條件突變的影響，控制精度高；

3、通過對被檢測量的數(shù)學處理以及誤差調(diào)節(jié)就能實現(xiàn)對電機換向點的校正，控制簡單，可靠性高。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的流程示意圖；

圖2為本發(fā)明轉子磁鏈與反電勢的相位關系圖；

圖3為本發(fā)明電流積分信號與電流的相位關系圖；

圖4為本發(fā)明轉子磁鏈、反電勢、電流積分與電流的相位關系圖；

圖5為本方明轉子磁鏈與電流積分的相位差圖。

圖6為本方明換向點的變化圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明的技術方案做進一步的詳細說明：

如圖1所示，本發(fā)明公開了一種永磁無刷電機控制方法，包含以下具體步驟：

步驟1)，在永磁無刷電機內(nèi)安裝轉子位置傳感器，以獲得永磁無刷電機的轉子位置信號；

步驟2)，檢測得到永磁無刷電機的相電壓u和相電流i；

步驟3)，根據(jù)永磁無刷電機的相電壓u和相電流i計算得到轉子磁鏈信號ψ和電流積分信號fidt；

步驟4)，通過相位誤差檢測模塊將轉子磁鏈信號ψ和電流積分信號fidt進行作差處理，得到等效于永磁無刷電機反電勢與相電流之間相位差的相位誤差信號α；

步驟5)，利用誤差調(diào)節(jié)器對相位差信號α進行誤差調(diào)節(jié)，得到永磁無刷電機的電流滯后相位角的補償值，即超前換向補償角β；

步驟6)，通過轉子位置傳感器獲到轉子位置信號θ，并根據(jù)轉子位置信號構造換向邏輯；

步驟7)，根據(jù)步驟5)得到的超前換向補償角對換向邏輯進行調(diào)整，得到調(diào)整后的換向邏輯；

步驟8)，根據(jù)調(diào)整后的換向邏輯控制永磁無刷電機進行換向；

步驟9)，重復執(zhí)行步驟1)至步驟8)，形成對反電勢與相電流相位差的閉環(huán)控制，使兩者相位一致即使電機穩(wěn)定運行在最佳換向點。

步驟5)中所述的誤差調(diào)節(jié)可以采用PI調(diào)節(jié)，也可以采用P調(diào)節(jié)、PD調(diào)節(jié)、PID調(diào)節(jié)中的任意一種。

圖2顯示了轉子磁鏈ψ與反電勢e間的相位關系。

圖3顯示了電流積分信號fidt與相電流i間的相位關系。

圖4顯示了轉子磁鏈ψ、反電勢e、電流積分fidt與相電流i的相位關系：轉子磁鏈ψ與電流積分信號fidt間的相位差α即為反電勢e與電流i間的相位差。

圖5和圖6顯示了相位差與換向點調(diào)整的對應關系：當相電流i滯后于反電勢e時，相位檢測模塊檢測出的相位差值α為正值，誤差調(diào)節(jié)器的輸出值β會隨之增大，相位差α則不斷減小直至為零，換向點從當前點A點前移至最佳換向點B點；反之換向點后移。

下表顯示了功率管導通判斷依據(jù)：θ為轉子位置信號，在考慮超前換向角β的各轉子位置區(qū)間內(nèi)，對應各功率管的開通情況，構成換向點校正下的開關邏輯。

以上只是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行了描述。對該技術領域的普通技術人員來說，根據(jù)以上實施方式可以很容易地聯(lián)想到其它的優(yōu)點和變形。因此，本發(fā)明并不局限于上述實施方式，其僅僅作為例子對本發(fā)明的一種形態(tài)進行詳細、示范性的說明。在不背離本發(fā)明宗旨的范圍內(nèi)，本領域普通技術人員在本發(fā)明技術的方案范圍內(nèi)進行的通常變化和替換，都應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。