一種減小高性能無刷直流電機轉(zhuǎn)矩脈動的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及電機控制方法領(lǐng)域，具體是一種減小高性能無刷直流電機轉(zhuǎn)矩脈動的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在高性能無刷直流電機應(yīng)用領(lǐng)域，一些干擾引起的電磁轉(zhuǎn)矩脈動無法被忽略，比如溫度引起的磁鏈變化。永磁體因溫度的升高，磁通容易發(fā)生改變，當磁通發(fā)生改變后，引起電機轉(zhuǎn)矩下降，同時轉(zhuǎn)速下降。在傳統(tǒng)的速度環(huán)的作用下，可以使轉(zhuǎn)矩回歸期望值，達到轉(zhuǎn)速上升，但是所引起的電磁轉(zhuǎn)矩脈動卻是無法消除的，特別是在磁鏈發(fā)生急劇變化的情況下，轉(zhuǎn)矩脈動問題將更加突出。通過電磁功率閉環(huán)補償控制相對簡單，但是容易受到定子電阻變化的影響，輸入功率與電磁功率的差值可以反應(yīng)出定子電阻所產(chǎn)生的影響。從理論上增加電磁功率閉環(huán)和輸入功率閉環(huán)，可以做到減小外界因素造成無刷直流電機參數(shù)變化所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩脈動，適用于高性能無刷直流電機應(yīng)用領(lǐng)域。
[0003]
【發(fā)明內(nèi)容】
本發(fā)明的目的是提供一種減小高性能無刷直流電機轉(zhuǎn)矩脈動的方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。
[0004]為了達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:
一種減小高性能無刷直流電機轉(zhuǎn)矩脈動的方法，其特征在于:采用觀測器觀測定子電阻變化值，增加電磁功率閉環(huán)和輸入功率閉環(huán)進行母線電流補償，增加的電磁功率閉環(huán)和輸入功率閉環(huán)并非同時加入，通過觀測器觀測定子電阻變化情況，當定子電阻相對于初始值變化沒有超過一定范圍時，通過電磁功率閉環(huán)，消除磁鏈擾動引起的電磁轉(zhuǎn)矩波動，當定子繞組相對于初始值變化超過一定范圍時，再增加輸入功率閉環(huán)以平衡定子電阻變化對電磁功率閉環(huán)的影響。
[0005]本發(fā)明針對在惡劣環(huán)境下或者在電機性能要求高的條件下，在傳統(tǒng)雙閉環(huán)控制的基礎(chǔ)上，增加電磁功率閉環(huán)和輸入功率閉環(huán)，減小電磁轉(zhuǎn)矩脈動。
[0006]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:在高性能無刷直流電機應(yīng)用中，通過三閉環(huán)控制向四閉環(huán)控制的切換過程，減小了環(huán)境因素引起的轉(zhuǎn)矩脈動。
【附圖說明】
[0007]圖1為有位置傳感器無刷直流電機的控制原理圖。
[0008]圖2為有位置傳感器無刷直流電機的閉環(huán)控制流程圖。
[0009]圖3為無位置傳感器無刷直流電機的控制原理圖。
[0010]圖4為無位置傳感器無刷直流電機的閉環(huán)控制流程圖。
【具體實施方式】
[0011]一種減小高性能無刷直流電機轉(zhuǎn)矩脈動的方法，采用觀測器觀測定子電阻變化值，增加電磁功率閉環(huán)和輸入功率閉環(huán)進行母線電流補償，增加的電磁功率閉環(huán)和輸入功率閉環(huán)并非同時加入，通過觀測器觀測定子電阻變化情況，當定子電阻相對于初始值變化沒有超過一定范圍時，通過電磁功率閉環(huán)，消除磁鏈擾動引起的電磁轉(zhuǎn)矩波動，當定子繞組相對于初始值變化超過一定范圍時，再增加輸入功率閉環(huán)以平衡定子電阻變化對電磁功率閉環(huán)的影響。
[0012]新型有位置傳感器無刷直流電機控制框圖如圖1所示，步驟如下:
第一步:無刷直流電機通過啟動進入速度閉環(huán)控制，進入閉環(huán)后程序流程圖如圖2所示，此時定子電阻觀測器開啟，記錄下初試定子電阻信息供比較使用，通過電阻觀測器關(guān)閉SI開關(guān)，接入電磁功率閉環(huán)，增加ΔΙρΙ對母線電流進行補償。
[0013]第二步:結(jié)合霍爾信號和電流參考值，可以得到每一時刻導通相所需要電流，通過電流傳感器測得實際的電流信號，三相電流參考值與相電流實際值進入電流滯環(huán)控制。
[0014]第三步:當定子電阻觀測器觀測到定子電阻發(fā)生變化超過規(guī)定范圍AR后，關(guān)閉S2開關(guān)，接入輸入功率閉環(huán)增加△ Ιρ2進一步對母線電流進行補償。
[0015]新型無位置傳感器無刷直流電機控制框圖如圖3所示，步驟如下:
第一步:無刷直流電機通過啟動進入速度閉環(huán)控制，進入閉環(huán)后程序流程圖如圖4所示，此時定子電阻觀測器開啟，記錄下初試定子電阻信息供比較使用，當定子電阻觀測器與轉(zhuǎn)子位置觀測器采用同一注入信號觀測方法時，合并兩觀測器以簡化控制環(huán)節(jié)；當兩個觀測器不采用注入信號方法時，定子電阻觀測器和轉(zhuǎn)子位置觀測器通過母線電流電壓信號和線電流電壓分別觀測。
[0016]第二步:通過電阻觀測器關(guān)閉SI開關(guān)，接入電磁功率閉環(huán)，增加ΛΙρΙ對母線電流進行補償，結(jié)合轉(zhuǎn)子觀測器估算的轉(zhuǎn)子位置和母線電流參考值，可以得到每一時刻導通相所需要電流，通過電流傳感器測得實際的相電流信號，三相電流參考值與相電流實際值進入電流滯環(huán)控制。
[0017]第三步:當定子電阻觀測器觀測到定子電阻發(fā)生變化超過規(guī)定范圍AR后，關(guān)閉S2開關(guān)，接入輸入功率閉環(huán)增加△ Ιρ2進一步對母線電流進行補償。
[0018]對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例的細節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其它的具體形式實現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點來看，均應(yīng)將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權(quán)利要求。
[0019]以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何細微修改、等同替換和改進，均應(yīng)包含在本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種減小高性能無刷直流電機轉(zhuǎn)矩脈動的方法，其特征在于:采用觀測器觀測定子電阻變化值，增加電磁功率閉環(huán)和輸入功率閉環(huán)進行母線電流補償，增加的電磁功率閉環(huán)和輸入功率閉環(huán)并非同時加入，通過觀測器觀測定子電阻變化情況，當定子電阻相對于初始值變化沒有超過一定范圍時，通過電磁功率閉環(huán)，消除磁鏈擾動引起的電磁轉(zhuǎn)矩波動，當定子電阻相對于初始值變化超過一定范圍時，再增加輸入功率閉環(huán)以平衡定子電阻變化對電磁功率閉環(huán)的影響。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種減小高性能無刷直流電機轉(zhuǎn)矩脈動的方法，當定子電阻變化小時增加電磁功率閉環(huán)減小因外界因素引起的轉(zhuǎn)矩脈動，定子電阻變化大時，增加有功功率閉環(huán)減小定子電阻的影響。本發(fā)明通過定子電阻觀測器，準確及時改變?nèi)]環(huán)控制為四閉環(huán)控制，最終達到減小無刷直流電機轉(zhuǎn)矩脈動的目的。
【IPC分類】H02P6-10
【公開號】CN104716875
【申請?zhí)枴緾N201510130896
【發(fā)明人】倪有源, 陳浩, 何強, 陳俊華, 余長城, 葛木明
【申請人】合肥工業(yè)大學
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2015年3月24日