CN101272114A - 直流电动机变频控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种直流电动机变频控制装置，其特征在于，该装置包括串联在所述智能变频模块的三个下桥臂和电源直流母线之间的取样电阻、智能变频模块和控制器。所述智能变频模块，包括由大功率电子开关器件组成的逆变器，所述大功率电子开关器件的开关控制极接收所述控制器发送的开关控制信号，并通过所述控制器转换为所述直流电动机的驱动电流。所述控制器包括用于根据所述取样电阻采集的所述发动机三相输入电流计算获得其转子位置的计算单元，以及根据该转子位置以及期望的电动机转速生成所述大功率电子开关器件开关控制信号的控制单元。本发明提供一种直流电动机变频控制装置能够满足无刷直流电动机180度正弦波变频的需要。

Description

直流电动机变频控制装置

技术领域

本发明涉及直流变频电动机领域，特别涉及一种无刷直流电动机变频控制装置。

背景技术

在电动机驱动技术中，普通的鼠笼式交流电动机由于结构简单，获得了广泛的应用。但是这种电动机的控制性能差，难以获得所需的转速和力矩。例如，采用普通的鼠笼式交流电驱动的空调和电冰箱的压缩机，由于无法控制电动机转速、力矩，因此压缩机工作时的制冷能力相同，无法按照需要调节压缩机制冷。因此，此种压缩机采用电动机间隔工作的方法以获得合适的控制温度。电动机反复停止、启动，造成耗电大，温度不恒定等问题，效果很不理想。

由于存在上述问题，针对鼠笼式电动机的变频调速技术获得很大的发展。该种技术根据普通的鼠笼式交流电动机的特点，采用改变驱动电流频率同时维持V/F恒定的方法，实现转速控制。但是，由于鼠笼式交流电动机的电枢电流和励磁电流是耦合的，还是无法做到精确控制。目前用于鼠笼式电动机变频调速的变频调速技术中，矢量控制方法最为成熟。该方法运用现代控制理论，通过矢量转换，将交流电机中耦合的电枢电流和励磁电流解开，实现对电动机的转速控制。但是，该种控制方式仍然无法使交流电动机达到直流电动机的调速性能，对电动机转矩更无法进行精确控制。此外，这种控制方法还有调速范围窄等缺陷。而且，目前采用此种技术的变频空调无法实现真正的无级变速，而只能实现变级调速。要改变上述缺陷，只有不再使用在控制性能上有根本缺陷的交流电动机，改为使用控制特性良好的直流电动机。

相对于交流电动机，直流电动机的电枢电流和励磁电流可以相互独立控制，易于获得良好的调速性能以及力矩控制特性。

由于上述原因，目前空调、冰箱等领域，使用直流变频技术逐渐开始普及。直流电动机分为有刷直流电动机和无刷直流电动机。有刷直流电动机由于电刷易受磨损，存在维护困难，无故障时间短等问题。因此，无刷直流电动机得到了广泛的应用。

无刷直流电动机采用永磁转子，没有三相交流异步电机中存在的转子电流消耗，具有更高的能量转换效率，并具有旋转平稳、噪声低及电机尺寸小等显著特点，是目前节能效果最好的电动机。

与有刷直流电动机不同，无刷直流电动机没有电刷，它是依靠检测转子位置信息来选择正确的换向顺序，使电动机的定子始终驱动转子旋转。

一般情况下，采用在电动机上安装霍尔元件等传感器实现对转子位置的检测，但对于压缩机这类密封的无刷直流电动机，位置传感器难以安装。在这种情况下，无刷直流电动机的无传感器控制被广泛采用。

目前使用的无传感器直流变频调速技术中，采用过零检测法判断转子的位置。此种方法通过检测不导通相反电势的过零点信息及换向逻辑来选择最佳的换流顺序。由于过零检测法只能检测一些特定的点，而且随着电动机转速在大范围内变化，反电势的变频率也会变化，检测电路中的滤波器件会带来一定的相移，影响检测过零点的准确性。同时功率器件上续流二极管的反向电流作用，在大电流情况下也会对过零点的检测带来一定的影响。更重要的是，这种检测方式需要被检测相不导通，因此只能用于120度变频模式，而无法用于180度正弦波变频模式。由于无刷直流电动机的力矩特性是按照正弦变化的，按照正弦特性对其进行加力才能够使所加的力完全用来驱动无刷直流电动机，实现能量转换的最佳效率。要实现这一效果，必须使用180度正弦波变频模式。所以，上述采用过零检测判断转子的位置的方法由于只能用于120度变频模式，而使其应用范围受到很大的阻碍。

因此，如何满足无刷直流电动机180度正弦波变频的需要，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种无刷直流电动机变频控制装置，能够满足无刷直流电动机180度正弦波变频的需要。

具体说，本发明实施例提供一种直流电动机变频控制装置，该装置包括用于直接采集所述发动机三相电流的取样电阻、智能变频模块和控制器；

所述取样电阻为三个，分别串联在所述智能变频模块的三个下桥臂和电源直流母线之间；

所述智能变频模块，包括由大功率电子开关器件组成的逆变器，所述大功率电子开关器件的开关控制极接收所述控制器发送的开关控制信号，并通过所述控制器转换为所述直流电动机的驱动电流；

所述控制器包括用于根据所述取样电阻采集的所述发动机三相输入电流计算获得其转子位置的计算单元，以及根据该转子位置以及期望的电动机转速生成所述大功率电子开关器件开关控制信号的控制单元。

优选地，所述取样电阻根据该电阻电压采集所述发动机对应相的电流。

优选地，该装置还包括与所述直流母线相连的过电保护单元；所述取样电阻采集的电流提供给所述过电保护单元，用于实现所述直流母线过电流保护。

优选地，所述智能变频模块的逆变器包括六个大功率电子开关器件，分别为(UP)、(UN)、(VP)、(VN)、(WP)、(WN)；其中上桥臂(UP)、(VP)、(WP)的阳极连接所述直流母线的正极，阴极分别连接无刷直流电动机电源线U、V、W；下桥臂(UN)、(VN)、(WN)的阴极连接直流母线的负极，阳极分别连接无刷直流电动机电源线U、V、W。

优选地，所述大功率电子器件的阳极与阴极之间反向并联二极管。

优选地，所述计算单元包括：

3/2转换模块，用于接收所述无刷直流电动机三相输入电流Iu、Iv、Iw，以及转子角度θ，根据上述数值，通过三相到两相的变换，实现将u、v、w三相坐标系下的电流转化为γ、δ两相静止坐标系的电流值Iγ、Iδ，并输出；

速度位置计算模块，用于从角度误差计算模块获得转子的角度误差值Δθ，并根据该角度误差值Δθ计算出转子角度θ以及转子反馈角速度ω并输出；

角度误差计算模块，用于接收无传感器速度误差计算模块输出的磁通量误差Δλ、和所述3/2转换模块输出的γ、δ坐标系电流Iγ、Iδ和所述速度位置计算模块输出的转子反馈角速度ω，计算获得角度误差值Δθ；

无传感器速度误差计算模块，接收电流计算模块输出的d、q坐标系电压流Vd、Vq，以及所述3/2转换模块输出的γ、δ坐标系的电流Iγ、Iδ和所述速度位置计算模块输出的转子反馈角速度ω，经计算获得磁通量误差Δλ输出。

优选地，所述控制单元包括：

速度控制模块，用于接收所述速度位置计算模块输出的反馈角速度ω，以及对电动机的期望转速计算角速度ω^*，经计算获得计算力矩T^*输出；

力矩限制模块，用于接收所述速度控制模块输出的计算力矩T^*，以及所述速度位置计算模块输出的反馈角速度ω，经计算获得d、q坐标系电流Id、Iq输出；

电流计算模块，用于接收所述力矩限制模块输出的d、q坐标系电流Id、Iq，以及所述3/2转换模块221输出的γ，δ坐标系电流Iγ、Iδ，和所述速度位置计算模块输出的转子反馈角速度ω，输出d，q坐标系电压流Vd、Vq；

2/3转换模块，用于接收所述电流计算模块输出的d、q坐标系电压流，以及所述速度位置计算模块输出的转子角度θ，产生在u、v、w三相坐标系下的开关控制信号，该开关控制信号就是所述控制智能变频模块的大功率电子开关器件的开关信号。

优选地，所述大功率电子开关器件为绝缘栅双极晶体管IGBT。

优选地，所述取样电阻集成在所述智能变频模块内。

与上述背景技术相比，本发明实施例的直流电动机变频控制装置能够更准确的控制直流发动机的转速。

由于本发明实施例取样电阻检测三相电流是在直流母线没有电流的时间段内进行的，该三相电流是该发动机的反电势引起的，不会受外加电压的影响，减少了智能变频模块的运算工作量。

由于本发明实施例采用了三个取样电阻，能够直接检测出所述发动机三相电流。然后根据该三相电流通过控制器计算出直流电动机的转子位置，再根据该转子位置以及期望的电动机转速生成智能变频模块的大功率电子开关器件开关控制信号。智能变频模块在该开关控制信号的控制下，改变大功率电子开关器件的开关逻辑状态，将直流母线电压逆变为三相驱动电流驱动无刷直流电动机转子旋转，实现了无刷直流电动机180度正弦波变频控制。

附图说明

图1是本发明第一实施例的电路原理图；

图2是本发明第一实施例的电流检测的时序原理图；

图3是本发明第一实施例控制器2的组成框图。

具体实施方式

本发明实施例提供一种无刷直流电动机变频控制装置，这种装置对转子位置的检测不需要电动机具有不导通相，从而可以满足无刷直流电动机180度正弦波变频的需要。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。

参见图1，该图为本发明第一实施例的电路原理图。

本发明第一实施例的电路包括智能变频模块1、控制器2、无刷直流电动机3、取样电阻R1、R2、R3。

所述智能变频模块1主要包括六个大功率电子开关器件组成的逆变器，所述六个大功率电子开关器件包括UP、UN、VP、VN、WP、WN。其中上桥臂UP、VP、WP的阳极连接直流母线的正极，阴极连接无刷直流电动机三相电源输入线U、V、W。下桥臂UN、VN、WN一组阴极连接直流母线的负极，阳极分别连接电动机电源线U、V、W。

所述大功率电子开关器件的控制极接收开关信号，控制所述开关信号的高电平和低电平，通过开关信号电平的控制可以改变所述大功率电子开关器件的开关状态。

控制直流电动机的关键在于，必须适时的进行驱动电流的换向，使电动机在每一时刻都获得合适的驱动电流，实现正常的旋转。该合适的驱动电流通过在控制极加高电平或者低电平的控制信号，对所述大功率电子开关器件的开关状态进行控制而获得的。

在直流电动机旋转过程中，需要对上述各组大功率电子器件的开关状态进行有规律的切换，每一时刻每个大功率电子开关器件的状态被称为一个开关逻辑状态。对无刷直流电动机的控制实际上就是获得一系列适时切换的开关逻辑状态。

该智能变频模块1的作用在于将取样电阻R1、R2、R3检测到无刷直流电动机3的三相电流，通过控制器2转换为无刷直流电动机3的驱动电流，提供给无刷直流电动机3。

所述控制器2的作用在于控制智能变频模块中的大功率电子开关器件的开关状态。控制器2包括计算单元21和控制单元22。

所述计算单元21接收所述取样电阻R1、R2、R3检测到无刷直流电动机3的U、V、W的三相电流Iu、Iv、Iw，并计算角速度ω^*。其中，计算角速度ω^*是对直流电动机转速的期望值。根据所述三相输入电流计算值以及所述电动机3的参数等数据计算所述电动机转子的位置，并结合计算角速度ω^*产生开关信号，输出到所述智能变频模块1。

所述控制单元22输出开关信号传送到所述的智能变频模块1，用于控制智能变频模块1中大功率电子器件的开关状态。

所述取样电阻为三个，分别串联在所述智能变频模块1的三个下桥臂和电源直流母线之间；用于直接采集所述直流发动机三相电流。所述取样电阻R 1、R2、R3分别用于采集所述直流发动机3的三相电源输入线U、V、W的电流Iu、Iv、Iw。所述取样电阻R 1、R2、R3还可以集成在所述智能变频模块1内。

由于本发明实施例采用了三个取样电阻，能够直接检测出所述发动机三相电流。然后根据该三相电流通过控制器2计算出直流电动机3的转子位置，再根据该转子位置以及期望的电动机转速生成智能变频模块1的大功率电子开关器件开关控制信号。智能变频模块1在该开关控制信号的控制下，改变大功率电子开关器件的开关逻辑状态，将直流母线电压逆变为三相驱动电流驱动无刷直流电动机3转子旋转。

对直流无刷电动机3控制的关键在于，需要获得直流无刷电动机3的转子位置信息，并根据该转子位置信息进行换向控制。本实施例中获得所述转子位置信息包括下列步骤：

步骤1、所述取样电阻R1、R2、R3分别用于采集所述直流发动机3的三相电源输入线U、V、W的电流Iu、Iv、Iw。

请参看图2。图2表示本发明电流检测的时序原理。

图2表示了三个电阻电流检出的时序原理，图2上部为与U、V、W三相上桥臂相关的开关管的开关状态。不考虑死区时间的影响，相应相的下桥臂与上桥臂的开关状态相反，也就是在上桥臂ON时刻相应的下桥臂为OFF，在上桥臂OFF时刻，相应的下桥臂为ON。图2下部为母线上的电流值(idc)。

由图2可以看出，在图中的t时间段内母线上没有电流。

本发明方案就是在这个t时间段对直流发动机三相电流进行检测，此时检测到的直流发动机电流仅仅是直流发动机的反电动势所引起的，此时没有外加电压的影响，在直流发动机位置推算时就不需要对直流发动机反电动势和外加电压进行解耦，也减小了智能变频模块1的运算量。

另外，由于在t时间段内同时对直流发动机三相电流进行检测，而且是通过三个取样电阻R1、R2、R3分别进行检测，不会存在时间误差，保证了无刷直流电动机3电流的真实性和准确性。这样就使得后续的位置判断和压缩机转子位置检测的精确性，也就使得后续的无刷直流电动机3驱动控制也非常的精确，避免了采用直流母线单电阻进行检测存在的近似处理而引起控制误差。

通过检测三个取样电阻R1、R2、R3的电压来采集直流发动机三相的电流，根据获得的直流电动机的三相输入电流，就可以获得该电动机的转子位置信息，其原理是利用如下公式：

$\mathrm{\Δ\θ}=\frac{1}{-({\mathrm{\φ}}_m-(L_q-L_d)i_{\mathrm{\γ}})}\mathrm{Im}\left\{\frac{p+\mathrm{\α}}{p+\mathrm{\α}+\mathrm{j\ω}}\mathrm{\Δ\λ}\right\}$

ω＝-K_pΔθ-K_IΔθdtθ＝∫ωdt

上述公式中，θ为转子角度，即为转子位置信息。

步骤2、根据直流无刷电动机的三相输入电流Iu、Iv、Iw，并结合无刷直流电动机3的参数以及大功率电子开关器件的开关路逻辑状态输出控制信号，控制大功率电子开关器件的开关状态。

步骤2这一过程是在图1中的控制器2中完成的。

请参看图3，该图示出控制器2的组成框图。

所述计算单元21包括：

3/2转换模块214，用于接收所述无刷直流电动机3三相输入电流Iu、Iv、Iw，以及转子角度θ，根据上述数值，通过三相到两相的变换，实现将u、v、w三相坐标系下的电流转化为γ、δ两相静止坐标系的电流值Iγ、Iδ，并输出；

速度位置计算模块213，用于从角度误差计算模块212获得转子的角度误差值Δθ，并根据该角度误差值Δθ计算出转子角度θ以及转子反馈角速度ω，并输出；

角度误差计算模块212，用于接收无传感器速度误差计算模块211输出的磁通量误差Δλ、和所述3/2转换模块214输出的γ、δ坐标系电流Iγ、Iδ和所述速度位置计算模块213输出的转子反馈角速度ω，计算获得角度误差值Δθ；

无传感器速度误差计算模块(ACFO Observer)211，接收电流计算模块222输出的d、q坐标系电压流Vd、Vq，以及所述3/2转换模块214输出的γ、δ坐标系的电流Iγ、Iδ和所述速度位置计算模块213输出的转子反馈角速度ω，经计算获得磁通量误差Δλ输出。

所述控制单元22包括：

速度控制模块224，用于接收所述速度位置计算模块213输出的反馈角速度ω，以及对无刷直流电动机3的期望转速计算角速度ω^*，经计算获得计算力矩T^*输出；

力矩限制模块223，用于接收所述速度控制模块224输出的计算力矩T^*，以及所述速度位置计算模块213输出的反馈角速度ω，经计算获得d、q坐标系电流Id、Iq输出；

电流计算模块222，用于接收所述力矩限制模块223输出的d、q坐标系电流Id、Iq，以及所述3/2转换模块221输出的γ，δ坐标系电流Iγ、Iδ，和所述速度位置计算模块213输出的转子反馈角速度ω，输出d，q坐标系电压流Vd、Vq；

2/3转换模块221，用于接收所述电流计算模块222输出的d、q坐标系电压流，以及所述速度位置计算模块213输出的转子角度θ，产生在u、v、w三相坐标系下的开关控制信号，该开关控制信号就是所述控制智能变频模块1的大功率电子开关器件的开关信号。

根据图3控制器2具体的结构关系，3/2转换模块214接收三相输入电流Iu、Iv、Iw，输出控制智能控制模块1的大功率电子开关器件的开关信号Vup、Vvp、Vwp、Vun、Vvn、Vwn。

控制器2的2/3转换模块221根据对无刷直流电动机3的电流检测情况，以实时反馈的形式向智能变频模块1提供开关信号Vup、Vvp、Vwp、Vun、Vvn、Vwn。该开关信号Vup、Vvp、Vwp、Vun、Vvn、Vwn根据该电动机转子的位置变化，改变该电动机定子各相的通电情况以及电流流向，为转子提供一个始终驱动其向规定方向运动的磁场，使该直流电动机3不断旋转。

本发明实施例的控制器2利用所述三相输入电流Iu、Iv、Iw，经过三次坐标变换实现对所述智能变频模块1的控制。

所述三次坐标变换包括三相坐标系(u、v、w)转换为两相静止坐标系(γ、δ)、从两相静止坐标系(γ、δ)转化为两相旋转坐标系(d、q)、从两相旋转坐标系(d、q)转化为三相坐标系(u、v、w)，经过上述坐标变换后，产生在三相坐标系(u、v、w)下的开关控制信号Vup、Vvp、Vwp、Vun、Vvn、Vwn，提供给所述智能变频模块1。

所述3/2转换模块214用于接收所述无刷直流电动机三相输入电流Iu、Iv、Iw，以及转子角度θ，根据上述数值，通过三相到两相的变换，实现将三相坐标系(u、v、w)下的电流转化为两相静止坐标系(γ、δ)的电流值Iγ、Iδ，并输出。所述转子角度θ在启动时具有一定值，使3/2转换模块214可以进行坐标转换计算。该电动机3开始旋转后，该值根据该电动机3的旋转情况计算获得，具体是从所述速度位置计算模块213获得，其计算方法见后叙对速度位置计算模块213的说明。

所述速度位置计算模块213从所述角度误差计算模块212获得转子的角度误差值Δθ，并根据该角度误差值Δθ计算出转子角度θ以及转子反馈角速度ω。其计算公式如下：

ω＝-K_pΔθ-K_IΔθdt    θ＝∫ωdt

该公式中：K_p、K_I为常数。

上述计算获得的转子角度θ，即获得转子位置信息，就可以决定何时进行所述智能变频模模块1中的逆变器的换向，从而获得合适的旋转磁场，使该电动机3转子以稳定的转速旋转。

所述角度误差计算模块212接收所述无传感器速度误差计算模块211输出的磁通量误差Δλ、和所述3/2转换模块214输出的(γ、δ)坐标系的电流Iγ、Iδ和所述速度位置计算模块213输出的转子反馈角速度ω，输出量为角度误差值Δθ。该角度误差值Δθ在该电动机3启动时设定为零。该电动机3启动后则按检测值计算获得，计算公式如下：

$\mathrm{\Δ\θ}=\frac{1}{-({\mathrm{\φ}}_m-(L_q-L_d)i_r)}\mathrm{Im}\left\{\frac{p+\mathrm{\α}}{p+\mathrm{\α}+\mathrm{j\ω}}\mathrm{\Δ\λ}\right\}$

该公式中各个符号的含义：

φ_m：转子磁束；

i_γ：γ轴电流；

L_q：Q轴电感；

L_d：D轴电感；

p：微分算子；

α：常数。

所述无传感器速度误差计算模块211，接收所述电流计算模块222输出的(d、q)坐标系电压流Vd、Vq，以及3/2转换模块214输出的(γ、δ)坐标系的电流Iγ、Iδ和速度位置计算模块213输出的转子反馈角速度ω，经计算获得磁通量误差Δλ输出。

所述速度控制模块224，接收所述速度位置计算模块213输出的反馈角速度ω，以及输入的计算角速度ω^*，经计算获得计算力矩T^*输出。所述计算角速度是希望该电动机旋转的转速，该转速根据需要向该计算单元21提供，在具体应用中，可以有其它单元根据需要向所述计算单元21提供该计算角速度ω^*，也可以人为设定。该计算角速度ω^*是电动机的期望旋转速度。

所述力矩限制模块223，接收所述速度控制模块224输出的计算力矩T^*，以及所述速度位置计算模块213输出的反馈角速度ω，经计算获得(d、q)坐标系电流Id、Iq输出。

所述电流计算模块222，接收所述力矩限制模块223输出的(d、q)坐标系电流Id、Iq，以及所述3/2转换模块214输出的(γ，δ)坐标系电流Iγ、Iδ，和所述速度位置计算模块213输出的转子反馈角速度ω，输出量为(d，q)坐标系电压流(Vd、Vq)。

所述2/3转换模块221，接收所述电流计算模块222输出的(d，q)坐标系电压流，以及所述速度位置计算模块213输出的转子角度θ，产生在三相坐标系(u、v、w)下的开关控制信号Vup、Vvp、Vwp、Vun、Vvn、Vwn。上述开关控制信号加于所述智能变频模块1中的大功率电子器件的开关控制端子，控制大功率电子器件的通断。所述大功率电子器件的开关状态的变化形成逆变器的开关逻辑状态的迁移。母线电流通过上述逆变器加到所述直流电动机三相电源线上，在定子上产生适合于电动机转速的旋转磁场，驱动转子旋转。

上述控制器2的各个模块，形成一个闭环反馈。根据所接收的直流电动机3三相输入电流Iu、Iv、Iw的计算值，并结合对直流电动机期望获得的转速即计算角速度ω^*，经过计算获得对智能变频模块1逆变器的大功率电子开关器件的开关信号Vup、Vvp、Vwp、Vun、Vvn、Vwn，最终控制该电动机3获得所需转速。上述各个模块涉及的计算公式，在现有公知技术下均可获得。

本发明优选实施方式，在上述大功率电子开关器件的阳极和阴极之间分别反向并联二极管，此处增加二极管可以为反向电流提供旁路，避免所述大功率电子开关器件被击穿。

该智能变频模块1还包括电流保护子单元11，用于根据电流检测的结果，实现过电流保护。所述的直流母线的电压可以通过对交流电整流获得。所述的大功率电子器件可以是绝缘栅双极晶体管IGBT。

以上对本发明所提供的直流电动机变频控制装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1. 一种直流电动机变频控制装置，其特征在于，该装置包括用于直接采集所述发动机三相电流的取样电阻、智能变频模块和控制器；

所述取样电阻为三个，分别串联在所述智能变频模块的三个下桥臂和电源直流母线之间；

所述智能变频模块，包括由大功率电子开关器件组成的逆变器，所述大功率电子开关器件的开关控制极接收所述控制器发送的开关控制信号，并通过所述控制器转换为所述直流电动机的驱动电流；

所述控制器包括用于根据所述取样电阻采集的所述发动机三相输入电流计算获得其转子位置的计算单元，以及根据该转子位置以及期望的电动机转速生成所述大功率电子开关器件开关控制信号的控制单元。

2. 根据权利要求1所述直流电动机变频控制装置，其特征在于，所述取样电阻根据该电阻电压采集所述发动机对应相的电流。

3. 根据权利要求1所述直流电动机变频控制装置，其特征在于，该装置还包括与所述直流母线相连的过电保护单元；所述取样电阻采集的电流提供给所述过电保护单元，用于实现所述直流母线过电流保护。

4. 根据权利要求1所述直流电动机变频控制装置，其特征在于，所述智能变频模块的逆变器包括六个大功率电子开关器件，分别为(UP)、(UN)、(VP)、(VN)、(WP)、(WN)；其中上桥臂(UP)、(VP)、(WP)的阳极连接所述直流母线的正极，阴极分别连接无刷直流电动机电源线U、V、W；下桥臂(UN)、(VN)、(WN)的阴极连接直流母线的负极，阳极分别连接无刷直流电动机电源线U、V、W。

5. 根据权利要求4所述的直流电动机变频控制装置，其特征在于，所述大功率电子器件的阳极与阴极之间反向并联二极管。

6. 根据权利要求1所述的直流电动机变频控制装置，其特征在于，所述计算单元包括：

3/2转换模块，用于接收所述无刷直流电动机三相输入电流Iu、Iv、Iw，以及转子角度θ，根据上述数值，通过三相到两相的变换，实现将u、v、w三相坐标系下的电流转化为γ、δ两相静止坐标系的电流值Iγ、Iδ，并输出；

速度位置计算模块，用于从角度误差计算模块获得转子的角度误差值Δθ，并根据该角度误差值Δθ计算出转子角度θ以及转子反馈角速度ω并输出；

角度误差计算模块，用于接收无传感器速度误差计算模块输出的磁通量误差Δλ、和所述3/2转换模块输出的γ、δ坐标系电流Iγ、Iδ和所述速度位置计算模块输出的转子反馈角速度ω，计算获得角度误差值Δθ；

无传感器速度误差计算模块，接收电流计算模块输出的d、q坐标系电压流Vd、Vq，以及所述3/2转换模块输出的γ、δ坐标系的电流Iγ、Iδ和所述速度位置计算模块输出的转子反馈角速度ω，经计算获得磁通量误差Δλ输出。

7. 根据权利要求6所述的直流电动机变频控制装置，其特征在于，所述控制单元包括：

速度控制模块，用于接收所述速度位置计算模块输出的反馈角速度ω，以及对电动机的期望转速计算角速度ω^*，经计算获得计算力矩T^*输出；

力矩限制模块，用于接收所述速度控制模块输出的计算力矩T^*，以及所述速度位置计算模块输出的反馈角速度ω，经计算获得d、q坐标系电流Id、Iq输出；

电流计算模块，用于接收所述力矩限制模块输出的d、q坐标系电流Id、Iq，以及所述3/2转换模块221输出的γ，δ坐标系电流Iγ、Iδ，和所述速度位置计算模块输出的转子反馈角速度ω，输出d，q坐标系电压流Vd、Vq；

2/3转换模块，用于接收所述电流计算模块输出的d、q坐标系电压流，以及所述速度位置计算模块输出的转子角度θ，产生在u、v、w三相坐标系下的开关控制信号，该开关控制信号就是所述控制智能变频模块的大功率电子开关器件的开关信号。

8. 根据权利要求1至6任一项所述的直流电动机变频控制装置，其特征在于，所述大功率电子开关器件为绝缘栅双极晶体管IGBT。

9. 根据权利要求1所述直流电动机变频控制装置，其特征在于，所述取样电阻集成在所述智能变频模块内。

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