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行业动态

抑制电机有效性影响

采样间接的方式来测量电机的转矩脉动,测量中需要对三相电流进行采样,因此在实验平台中额外使用了三个相电流传感器,但是这并不是平均转矩控制所需要的,而仅仅是为了测量转矩脉动的抑制效果。

 

其中较为复杂的是转子位置估计算法,其流程图如图1所示。首先根据三相霍尔位置信号计算电机转速,然后根据前60°区间内测得的转速来估计当前转子的精确位置,其具体做法是用换相时刻的转子位置加上,换相时刻的转子位置根据霍尔位置信号获得,以用DSP的定时器Timer来产生,当处理器捕获到三相霍尔位置信号跳变时,在捕获中断里设置定时器开始计时,此时环球电机开始计算转子位置0。当处理器检测到下一次位置信号信号跳变时,说明转子转过了60°电角度,此时将转子位置进行校正,消除累计误差,然后重复上面步骤,估计转子在下一个区间的精确位置。

 

搭建的BLDCM的控制器。其中微处理器使用的是TI公司的DSP2812,电流传感器使用的是LA28-NP,电压传感器使用的是LV28-P,东莞电机功率管选择的是VISHAY公司的MOSFETIRFP460。

 

图1:BLDCM测试平台

BLDCM测试平台

图2:BLDCM控制器

BLDCM控制器

为了验证平均转矩控制方法的可行性,365体育在线首先分别给出了额定转速下,满载和空载下平均转矩控制的基本波形,然后给出了10%额定转速下满载和空载的基本波形,最后给出了转矩测量方法中的关键波形。提出的控制方法不能抑制开关管开通关断引起的高频脉动,所以在本方法控制下,高频转矩脉动依然存在。但是由反电势畸变引起的低频转矩脉动己经得到了有效的抑制,转矩脉动减小了45%。

 

针对非理想反电势的无刷直流电机,提出了一种能够适用任何反电势波形的平均转矩控制。首先从BUCK电路做类比,介绍了平均转矩控制的由来,接着介绍了这种控制方法的原理和实现方法。然后从定转子磁链的运动轨迹上来说明平均转矩控制的物理本质。最后给出了仿真和实验波形,从仿真和实验结果上来看,当电机运行在高速重载时,换相时会有换相转矩脉动。365体育在线针对换相转矩脉动,本章介绍一种使用重叠换相的平均转矩控制。这种控制策略能同时抑制无刷直流电机由反电势畸变和换相引起的转矩脉动。首先介绍使用重叠换相的必要性,然后介绍使用重叠换相的平均转矩控制的控制,最后给出仿真和实验波形。

 

由于逆变器输出电压的限制,电机工作在高速重载时出现转矩跌落,这是BLDCM固有的问题,为了解决这个问题,使用提到的瞬间提高母线电压是一种方法,但是用在这里成本太高。使用重叠换相是另一种常用的方法,将这种方法和平均转矩相结合,提出一种使用重叠换相的平均转矩控制方法,用来抑制反电势畸变和换相引起的转矩脉动。

 

控制框图包括速度计算模块,速外环PH周节器,带复位信号的积分器,比较器,狀触发器,触发信号,两相和三相开关表,开关表选择模块,驱动模块和转子扇区判断模块。

 

重使用重叠换相的平均转矩法控制框图重叠换相的平均转矩控制方法与介绍的平均转矩控制非常类似,唯一的不同是将原来的两相导通的矢量选择表换成两相和三相导通的开关表,然后通过东莞电机检测转子位置信息和电流信号判断此时是换相期间还是传导期间。其具体工作过程如下:当触发器收到触发信号后,本控制周期开始。首先触发器的正向输出端的加速命令“c”被置1,开关表选择模块根据转子位置信息和电流信号,判断此时是传导期间还是换相期间。传导期间选择两相开关表,而换相期间选择三相开关表。然后驱动模块触发相应的开关管,使能量输入系统。积分器通过对母线电压和电流乘积的积分来检测本周期内输入系统能量。当输入的能量达到给定值时,触发器的正向端输出的加速命令“c”被置0,相应的开关管关断,电源停止向系统输入能量。