無霍爾傳感器雙閉環(huán)正弦波驅(qū)動裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及直流無刷電機驅(qū)動器的控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種無霍爾傳感器雙閉環(huán)正弦波驅(qū)動裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電子技術(shù)的不斷更新發(fā)展，直流無刷電機的應(yīng)用范圍越來越廣，尤其是在風(fēng)機應(yīng)用中以靜音、高效、維護方便等優(yōu)勢逐漸替代原始交流電機的應(yīng)用，而與之相對應(yīng)的直流無刷電機驅(qū)動器技術(shù)也日新月異。
[0003]目前市場上的直流無刷電機驅(qū)動器從控制方式類型劃分為以下幾種類型:
[0004]1、有霍爾傳感器開環(huán)方波驅(qū)動類；
[0005]2、有霍爾傳感器轉(zhuǎn)速閉環(huán)方波驅(qū)動類；
[0006]3、有霍爾傳感器開環(huán)正弦波驅(qū)動類；
[0007]4、有霍爾傳感器轉(zhuǎn)速閉環(huán)正弦波驅(qū)動類；
[0008]5、有霍爾傳感器電流閉環(huán)正弦波驅(qū)動類；
[0009]6、無霍爾傳感器開環(huán)方波驅(qū)動類；
[0010]7、無霍爾傳感器轉(zhuǎn)速閉環(huán)方波驅(qū)動類；
[0011]8、無霍爾傳感器轉(zhuǎn)速閉環(huán)正弦波驅(qū)動類；
[0012]9、無霍爾傳感器電流閉環(huán)正弦波驅(qū)動類；
[0013]其中，無霍爾傳感器轉(zhuǎn)速閉環(huán)正弦波驅(qū)動類電機轉(zhuǎn)速易受負載變化的影響的問題，無霍爾傳感器電流閉環(huán)正弦波驅(qū)動類轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)時電機轉(zhuǎn)速變化比澆明顯。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種電機的設(shè)計制造方便簡單、對電機性能有了強大的改善，有效的增加電機的使用壽命、高效節(jié)能的無霍爾傳感器雙閉環(huán)正弦波驅(qū)動裝置。
[0015]實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是:一種無霍爾傳感器雙閉環(huán)正弦波驅(qū)動裝置，具有電源、交直流逆變器、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)信號給定裝置、電流PID控制器、轉(zhuǎn)速PID控制器、狀態(tài)模型重組計算裝置、SVPffM計算器、內(nèi)部電流讀取裝置和轉(zhuǎn)子速度/位置反饋裝置;所述電源的輸出端接交直流逆變器的輸入端;所述交直流逆變器的輸出端接直流無刷電機的輸入端;所述轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)信號給定裝置的數(shù)據(jù)與內(nèi)部電流讀取裝置通過電流PID控制器調(diào)節(jié)后輸入狀態(tài)模型重組計算裝置，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)信號給定裝置的數(shù)據(jù)與轉(zhuǎn)子速度/位置反饋裝置通過轉(zhuǎn)速PID控制器調(diào)節(jié)后輸入狀態(tài)模型重組計算裝置;所述狀態(tài)模型重組計算裝置將模型重組計算后的數(shù)據(jù)輸入SVPffM計算器進行計算;所述SVPffM計算器將計算結(jié)果輸入交直流逆變器中的三相逆變橋電路進行電壓逆變后與直流無刷電機的輸入端相連接。
[0016]上述技術(shù)方案所述交直流逆變器的輸出端與DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸入端相連接;所述DC-DC轉(zhuǎn)換器輸出DC15V、DC5V及DC3.3V電源為內(nèi)部控制電路提供低壓。
[0017]上述技術(shù)方案所述電源為AC220V。
[0018]采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明具有以下積極的效果:
[0019](I)本發(fā)明在直流無刷電機內(nèi)部不需要安裝霍爾傳感器作為電子換向器，使電機的設(shè)計制造更方便簡單。
[0020](2)本發(fā)明的轉(zhuǎn)速閉環(huán)使電機在額定轉(zhuǎn)速額定負載的狀態(tài)下達到最優(yōu)化的調(diào)速效果、穩(wěn)定的電機轉(zhuǎn)速和更高的效率(電機的運行效率越高相對越省電)；電流閉環(huán)使電機在額定的轉(zhuǎn)速下當負載發(fā)生變化時電機的轉(zhuǎn)速也能有相對應(yīng)的變化曲線，同樣是為了更有效的提高電機的運行效率;兩種閉環(huán)驅(qū)動方式疊加后在相互補償?shù)幕A(chǔ)上更是對電機性能有了強大的改善，有效的增加電機的使用壽命;眾所周知新電機在剛組裝完成使電機內(nèi)永磁材料上的磁量是最大的，隨著使用時間的變化永磁材料上的磁量參數(shù)在逐漸減小直到一個相對的穩(wěn)定值之后才會不再發(fā)生變化(這個過程與選擇的永磁體材料有關(guān))，而本技術(shù)方案就是針對這一現(xiàn)象進行有效補償和改善，從而起到高效節(jié)能的效果。
[0021](3)本發(fā)明的驅(qū)動器施加到電機相線上的電流波形為純正弦波的模式，有效減小電機的振動和噪音以達到靜音的效果。
【附圖說明】
[0022]為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚地理解，下面根據(jù)具體實施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進一步詳細的說明，其中
[0023]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0024]附圖中標號為:電源1、交直流逆變器2、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)信號給定裝置3、電流PID控制器
4、轉(zhuǎn)速PID控制器5、狀態(tài)模型重組計算裝置6、SVPWM計算器7、內(nèi)部電流讀取裝置8、轉(zhuǎn)子速度/位置反饋裝置9、直流無刷電機10、三相逆變橋電路11。
【具體實施方式】
[0025](實施例1)
[0026]見圖1，本發(fā)明具有電源1、交直流逆變器2、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)信號給定裝置3、電流PID控制器4、轉(zhuǎn)速PID控制器5、狀態(tài)模型重組計算裝置6、SVPWM計算器7、內(nèi)部電流讀取裝置8和轉(zhuǎn)子速度/位置反饋裝置9;電源為AC220V，電源I的輸出端接交直流逆變器2的輸入端;交直流逆變器2的輸出端接直流無刷電機10的輸入端;轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)信號給定裝置3的數(shù)據(jù)與內(nèi)部電流讀取裝置8通過電流PID控制器4調(diào)節(jié)后輸入狀態(tài)模型重組計算裝置6，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)信號給定裝置3的數(shù)據(jù)與轉(zhuǎn)子速度/位置反饋裝置9通過轉(zhuǎn)速PID控制器5調(diào)節(jié)后輸入狀態(tài)模型重組計算裝置6 ；狀態(tài)模型重組計算裝置6將模型重組計算后的數(shù)據(jù)輸入SVPffM計算器7進行計算;SVPffM計算器7將計算結(jié)果輸入交直流逆變器2中的三相逆變橋電路11進行電壓逆變后與直流無刷電機10的輸入端相連接。交直流逆變器2的輸出端與DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸入端相連接;DC-DC轉(zhuǎn)換器輸出DC15V、DC5V及DC3.3V電源為內(nèi)部控制電路提供低壓。
[0027]本發(fā)明的工作原理為:
[0028]1、電源AC220V輸入通過交直流逆變器將交流電轉(zhuǎn)換為直流電源，并通過DC-DC轉(zhuǎn)換器為內(nèi)部控制電路提供低壓DC15V、DC5V及DC3.3V電源；
[0029]2、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)信號給定所需要的轉(zhuǎn)速要求后系統(tǒng)開始進入強制定位模式，讓電機首先進入準備運行狀態(tài)(即系統(tǒng)默認的電機啟動相位)，為減小電機強制定位時造成的抖動現(xiàn)象，我們將電機的定位時施加的電流采用緩慢上升的方式最終達到定位的目的同時也減小電機的抖動；
[0030]3、電機強制定位完成后進入開環(huán)強拖的模式讓電機開始緩慢運轉(zhuǎn)，從而使系統(tǒng)獲得最初的狀態(tài)模型數(shù)據(jù)；
[0031]4、在系統(tǒng)獲得最初的狀態(tài)模型數(shù)據(jù)后系統(tǒng)進入閉環(huán)模式，加速到轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)信號給定需要的轉(zhuǎn)速值，通過“電流PID控制器”和“轉(zhuǎn)速PID控制器”調(diào)節(jié)對當前的運行狀態(tài)進行實時的調(diào)節(jié)并將數(shù)據(jù)發(fā)送給“狀態(tài)模型重組計算”器進行計算后交給后級的“SVPMW計算器”進行計算，將計算結(jié)果轉(zhuǎn)換控制“三相逆變橋”電路進行電壓逆變后施加到最終的執(zhí)行結(jié)構(gòu)直流無刷電機上。
[0032]以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種無霍爾傳感器雙閉環(huán)正弦波驅(qū)動裝置，其特征在于:具有電源(I)、交直流逆變器(2)、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)信號給定裝置(3)、電流PID控制器(4)、轉(zhuǎn)速PID控制器(5)、狀態(tài)模型重組計算裝置(6)、SVPWM計算器(7)、內(nèi)部電流讀取裝置(8)和轉(zhuǎn)子速度/位置反饋裝置(9);所述電源(I)的輸出端接交直流逆變器(2)的輸入端;所述交直流逆變器(2)的輸出端接直流無刷電機(10)的輸入端;所述轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)信號給定裝置(3)的數(shù)據(jù)與內(nèi)部電流讀取裝置(8)通過電流PID控制器(4)調(diào)節(jié)后輸入狀態(tài)模型重組計算裝置(6)，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)信號給定裝置(3)的數(shù)據(jù)與轉(zhuǎn)子速度/位置反饋裝置(9)通過轉(zhuǎn)速PID控制器(5)調(diào)節(jié)后輸入狀態(tài)模型重組計算裝置(6);所述狀態(tài)模型重組計算裝置(6)將模型重組計算后的數(shù)據(jù)輸入SVPffM計算器(7)進行計算;所述SVPWM計算器(7)將計算結(jié)果輸入交直流逆變器(2)中的三相逆變橋電路(I I)進行電壓逆變后與直流無刷電機(10)的輸入端相連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無霍爾傳感器雙閉環(huán)正弦波驅(qū)動裝置，其特征在于:所述交直流逆變器(2)的輸出端與DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸入端相連接;所述DC-DC轉(zhuǎn)換器輸出DC15V、DC5V及DC3.3V電源為內(nèi)部控制電路提供低壓。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無霍爾傳感器雙閉環(huán)正弦波驅(qū)動裝置，其特征在于:所述電源為AC220V。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種無霍爾傳感器雙閉環(huán)正弦波驅(qū)動裝置，具有電源所述電源的輸出端接交直流逆變器的輸入端；所述交直流逆變器的輸出端接直流無刷電機的輸入端；所述轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)信號給定裝置的數(shù)據(jù)與內(nèi)部電流讀取裝置通過電流PID控制器調(diào)節(jié)后輸入狀態(tài)模型重組計算裝置，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)信號給定裝置的數(shù)據(jù)與轉(zhuǎn)子速度/位置反饋裝置通過轉(zhuǎn)速PID控制器調(diào)節(jié)后輸入狀態(tài)模型重組計算裝置；所述狀態(tài)模型重組計算裝置將模型重組計算后的數(shù)據(jù)輸入SVPWM計算器進行計算；所述SVPWM計算器將計算結(jié)果輸入交直流逆變器中的三相逆變橋電路進行電壓逆變后與直流無刷電機的輸入端相連接。本發(fā)明設(shè)計制造方便簡單、改善了電機性能，提高了電機的使用壽命。
【IPC分類】H02P6/08, H02P6/10
【公開號】CN105577045
【申請?zhí)枴緾N201610137431
【發(fā)明人】吳澤明, 趙張武, 滕超
【申請人】常州澤明自動化設(shè)備有限公司
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2016年3月9日