CN114337397B - 一种高频信号注入法的无刷电机的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高频信号注入法的无刷电机的控制方法，包括如下步骤：实时采集电源输出端的第一电压信号，依据电源输出端的第一电压信号在脉冲宽度调制单元的输出端注入定额高频电压，并实时检测三相逆变器输出端的第二电压信号是否存在波动，如果存在波动，调节器依据波形图得到波动范围以驱动控制器改变滤波器的滤波基准参数，以平衡输入至无刷电机的输入电压信号。本申请还通过检测得到的转子位置信息传递至控制器，控制器依据实时检测的无刷电机的转子位置信息以检验调节器驱动控制器对滤波器的滤波基准参数的调整准确性。
Description
技术领域
本发明涉及无刷电机的控制技术领域，具体为一种高频信号注入法的无刷电机的控制方法。
背景技术
高频信号注入法常用的方法是高频旋转电压注入法和高频脉振电压注入法。高频信号注入法利用转子凸极获取位置/转速信息，不依赖电机参数。
高频旋转正弦注入法是在α-β静止轴系中注入旋转电压矢量，通过检测因转子凸极导致的高频响应并解耦位置误差信号，进而实现低速/零速转子位置/转速观测。该方法的优点是直接在静止轴系中注入高频旋转信号，因此不需要预估转子位置信息。
上述的两种方法都依赖于转子的位置信息或者转子转数信息来进行控制，得到转子的位置信息或者转子转数信息需要设计复杂的计算模型才能实现，而且不能依据实际的情况进行反馈调节。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高频信号注入法的无刷电机的控制方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种高频信号注入法的无刷电机的控制方法，包括如下步骤：
实时采集电源输出端的第一电压信号，依据电源输出端的第一电压信号在脉冲宽度调制单元的输出端注入定额高频电压，并实时检测三相逆变器输出端的第二电压信号是否存在波动，如果存在波动，调节器依据波形图得到波动范围以驱动控制器改变滤波器的滤波基准参数，以平衡输入至无刷电机的输入电压信号。
进一步地，所述电源输出端与ADC采样电路连接，所述ADC采样电路用于获取电源输出端的电压。
进一步地，所述三相逆变器输出端接入检测电路，所述检测电路用于实时采集三相逆变器输出端的第二电压信号V1，并将第二电压信号V1与设定的基准电压参数和上一周期第二电压信号V0分别进行比较，以确定第二电压信号V1是否存在波动；以及在多个周期内所述波动具备调节的控制触发指令时，所述调节器驱动控制器并使得控制器根据第二电压信号Vi(1≤i≤5)的平均值与基准电压参数的差值形成调节信号以控制调节滤波器的滤波基准参数。
进一步地，所述控制器连接至滤波基准参数控制单元，所述滤波基准参数控制单元根据控制器输入的调节信号以调节滤波器的滤波基准参数。
进一步地，所述无刷电机处设置有霍尔传感器，所述霍尔传感器用于实时检测无刷电机的转子位置信息。
进一步地，所述三相逆变器采用3组互补双极开关PWM，其中，一相的占空比为50-60％，另一相的占空比为互补值。
进一步地，所述脉冲宽度调制单元与预驱动器连接，所述预驱动器与三相逆变器连接。
进一步地，所述预驱动器具有3个半桥驱动器，每个半桥驱动器用于驱动一组双极开关PWM。
进一步地，所述半桥驱动器的输出端还与检测电路分别连接，所述检测电路还与半桥驱动器电流分流放大器连接，用于测量半桥驱动器的相位误差。
进一步地，所述滤波器具有滤波基准参数控制单元、存储单元及滤波单元，所述存储单元用于存储滤波基准参数，所述存储单元与滤波基准参数控制单元连接，所述滤波基准参数控制单元与滤波单元连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本申请只需要实时检测三相逆变器输出端的第二电压信号是否存在波动来完成无刷电机的控制，具体的，检测电路用于实时采集三相逆变器输出端的第二电压信号V1，并将第二电压信号V1与设定的基准电压参数和上一周期第二电压信号V0分别进行比较，以确定第二电压信号V1是否存在波动；以及在多个周期内所述波动具备调节的控制触发指令时，所述调节器驱动控制器并使得控制器根据第二电压信号Vi(1≤i≤5)的平均值与基准电压参数的差值形成调节信号以控制调节滤波器的滤波基准参数。以平衡输入至无刷电机的输入电压信号。
本申请还通过检测得到的转子位置信息传递至控制器，控制器依据实时检测的无刷电机的转子位置信息以检验调节器驱动控制器对滤波器的滤波基准参数的调整准确性。
附图说明
图1为本发明的方法流程图；
图2为本发明的框架原理图；
图3为本发明中三相逆变器的构成原理图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一单元分实施例，而不是全单元的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参照图1至图3，本申请提供了一种高频信号注入法的无刷电机的控制方法，包括如下步骤：
实时采集电源输出端的第一电压信号，依据电源输出端的第一电压信号在脉冲宽度调制单元的输出端注入定额高频电压，并实时检测三相逆变器输出端的第二电压信号是否存在波动，如果存在波动，调节器依据波形图得到波动范围以驱动控制器改变滤波器的滤波基准参数，以平衡输入至无刷电机的输入电压信号。
在上述中，所述电源输出端与ADC采样电路连接，所述ADC采样电路用于获取电源输出端的电压。
在上述中，所述三相逆变器输出端接入检测电路，所述检测电路用于实时采集三相逆变器输出端的第二电压信号V1，并将第二电压信号V1与设定的基准电压参数和上一周期第二电压信号V0分别进行比较，以确定第二电压信号V1是否存在波动；以及在多个周期内所述波动具备调节的控制触发指令时，所述调节器驱动控制器并使得控制器根据第二电压信号Vi(1≤i≤5)的平均值与基准电压参数的差值形成调节信号以控制调节滤波器的滤波基准参数。
在上述中，所述控制器连接至滤波基准参数控制单元，所述滤波基准参数控制单元根据控制器输入的调节信号以调节滤波器的滤波基准参数。
在上述中，所述无刷电机处设置有霍尔传感器，所述霍尔传感器用于实时检测无刷电机的转子位置信息，通过检测得到的转子位置信息传递至控制器，控制器依据实时检测的无刷电机的转子位置信息以检验调节器驱动控制器对滤波器的滤波基准参数的调整准确性。
在上述中，所述三相逆变器采用3组互补双极开关PWM，其中，一相的占空比为50-60％，另一相的占空比为互补值。
在上述中，所述脉冲宽度调制单元与预驱动器连接，所述预驱动器与三相逆变器连接。
在上述中，所述预驱动器具有3个半桥驱动器，每个半桥驱动器用于驱动一组双极开关PWM。
在上述中，所述半桥驱动器的输出端还与检测电路分别连接，所述检测电路还与半桥驱动器电流分流放大器连接，用于测量半桥驱动器的相位误差。
在上述中，所述滤波器具有滤波基准参数控制单元、存储单元及滤波单元，所述存储单元用于存储滤波基准参数，所述存储单元与滤波基准参数控制单元连接，所述滤波基准参数控制单元与滤波单元连接。
本发明的具体原理为：
电源输出端与ADC采样电路连接，所述ADC采样电路用于获取电源输出端的第一电压信号，依据电源输出端的第一电压信号在脉冲宽度调制单元的输出端注入定额高频电压，所述三相逆变器输出端接入检测电路，所述检测电路用于实时采集三相逆变器输出端的第二电压信号V1，并将第二电压信号V1与设定的基准电压参数和上一周期第二电压信号V0分别进行比较，以确定第二电压信号V1是否存在波动；以及在多个周期内所述波动具备调节的控制触发指令时，所述调节器驱动控制器并使得控制器根据第二电压信号Vi(1≤i≤5)的平均值与基准电压参数的差值形成调节信号以控制调节滤波器的滤波基准参数，以平衡输入至无刷电机的输入电压信号。
同时，所述无刷电机处设置有霍尔传感器，所述霍尔传感器用于实时检测无刷电机的转子位置信息，通过检测得到的转子位置信息传递至控制器，控制器依据实时检测的无刷电机的转子位置信息以检验调节器驱动控制器对滤波器的滤波基准参数的调整准确性。
为了便于本发明的实时，本申请还提供了一种高频信号注入法的无刷电机的控制系统，包括：
ADC采样电路连接电源输出端，所述ADC采样电路用于获取电源输出端的第一电压信号；所述ADC采样电路还连接控制器，并将采集到的第一电压信号发送至控制器；
三相逆变器，与所述电源输出端和预处理器分别连接，所述三相逆变器具有3组互补双极开关PWM，其中，一相的占空比为55％，另一相的占空比为45％；
所述控制器根据所述第一电压信号在脉冲宽度调制单元PWM的输出端注入定额高频电压，所述脉冲宽度调制单元PWM与预驱动器连接，所述预驱动器具有3个半桥驱动器，每个半桥驱动器用于驱动一组所述双极开关PWM；
检测电路，与三相逆变器连接，用于实时采集三相逆变器输出端的第二电压信号V1，并将第二电压信号V1与设定的基准电压参数和上一周期第二电压信号V0分别进行比较，以确定第二电压信号V1是否存在波动；以及在3个连续的周期内检测到具有波动时，形成调节的控制触发指令；
调节器，与检测电路连接，用于根据形成调节的控制触发指令驱动控制器并使得控制器根据第二电压信号Vi(1≤i≤3，i为整数)的平均值与基准电压参数的差值形成调节信号以控制调节滤波器的滤波基准参数；
无刷电机处设置有霍尔传感器，所述霍尔传感器用于实时检测无刷电机的转子位置信息，通过检测得到的转子位置信息传递至控制器，控制器依据实时检测的无刷电机的转子位置信息以检验调节器驱动控制器对滤波器的滤波基准参数的调整准确性；
所述滤波器具有滤波基准参数控制单元、存储单元及滤波单元，所述存储单元用于存储滤波基准参数，所述存储单元与滤波基准参数控制单元连接，所述滤波基准参数控制单元与滤波单元连接。
本发明中未涉及单元分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种高频信号注入法的无刷电机的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
实时采集电源输出端的第一电压信号，依据电源输出端的第一电压信号在脉冲宽度调制单元的输出端注入定额高频电压，并实时检测三相逆变器输出端的第二电压信号是否存在波动，如果存在波动，调节器依据波形图得到波动范围以驱动控制器改变滤波器的滤波基准参数，所述滤波器连接无刷电机，用于以平衡输入至无刷电机的输入电压信号；
所述三相逆变器输出端接入检测电路，所述检测电路用于实时采集三相逆变器输出端的第二电压信号V1，并将第二电压信号V1与设定的基准电压参数和上一周期第二电压信号V0分别进行比较，以确定第二电压信号V1是否存在波动；以及在多个周期内所述波动具备调节的控制触发指令时，所述调节器驱动控制器并使得控制器根据第二电压信号Vi的平均值与基准电压参数的差值形成调节信号以控制调节滤波器的滤波基准参数，其中i为1≤i≤5的整数。
2.根据权利要求1所述的高频信号注入法的无刷电机的控制方法，其特征在于，所述电源输出端与ADC采样电路连接，所述ADC采样电路用于获取电源输出端的电压。
3.根据权利要求1所述的高频信号注入法的无刷电机的控制方法，其特征在于，所述控制器连接至滤波基准参数控制单元，所述滤波基准参数控制单元根据控制器输入的调节信号以调节滤波器的滤波基准参数。
4.根据权利要求1所述的高频信号注入法的无刷电机的控制方法，其特征在于，所述无刷电机处设置有霍尔传感器，所述霍尔传感器用于实时检测无刷电机的转子位置信息。
5.根据权利要求1所述的高频信号注入法的无刷电机的控制方法，其特征在于，所述三相逆变器采用3组互补双极开关PWM，其中，一相的占空比为50-60％，另一相的占空比为互补值。
6.根据权利要求1所述的高频信号注入法的无刷电机的控制方法，其特征在于，所述脉冲宽度调制单元与预驱动器连接，所述预驱动器与三相逆变器连接。
7.根据权利要求6所述的高频信号注入法的无刷电机的控制方法，其特征在于，所述预驱动器具有3个半桥驱动器，每个半桥驱动器用于驱动一组双极开关PWM。
8.根据权利要求7所述的高频信号注入法的无刷电机的控制方法，其特征在于，所述半桥驱动器的输出端还与检测电路分别连接，所述检测电路还与半桥驱动器电流分流放大器连接，用于测量半桥驱动器的相位误差。
9.根据权利要求1所述的高频信号注入法的无刷电机的控制方法，其特征在于，所述滤波器具有滤波基准参数控制单元、存储单元及滤波单元，所述存储单元用于存储滤波基准参数，所述存储单元与滤波基准参数控制单元连接，所述滤波基准参数控制单元与滤波单元连接。
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009273330A (ja) * | 2008-05-12 | 2009-11-19 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 電力変換装置 |
| CN106533170A (zh) * | 2016-12-27 | 2017-03-22 | 上海晶丰明源半导体有限公司 | 数字电平转换电路及方法、无刷直流电机控制系统 |
| EP3258582A1 (en) * | 2016-06-15 | 2017-12-20 | DET International Holding Limited | Ripple compensation circuit of power supply and compensating method thereof |
| CN108809131A (zh) * | 2018-09-29 | 2018-11-13 | 上海颛芯企业管理咨询合伙企业（有限合伙） | 逆变器系统 |
| CN109802622A (zh) * | 2019-03-11 | 2019-05-24 | 江苏罗宾康自动化科技有限公司 | 一种基于低开关频率控制的延时补偿装置 |
| CN110445443A (zh) * | 2019-07-22 | 2019-11-12 | 南京越博动力系统股份有限公司 | 内置式永磁同步电机无位置传感器的控制方法和控制系统 |
| CN112087155A (zh) * | 2019-06-14 | 2020-12-15 | 迪尔公司 | 用于联接到逆变器的可变dc总线电压的系统和方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107147343A (zh) * | 2017-06-02 | 2017-09-08 | 深圳市奇诺动力科技有限公司 | 无刷电机磁场定向控制驱动系统及控制方法 |
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009273330A (ja) * | 2008-05-12 | 2009-11-19 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 電力変換装置 |
| EP3258582A1 (en) * | 2016-06-15 | 2017-12-20 | DET International Holding Limited | Ripple compensation circuit of power supply and compensating method thereof |
| CN106533170A (zh) * | 2016-12-27 | 2017-03-22 | 上海晶丰明源半导体有限公司 | 数字电平转换电路及方法、无刷直流电机控制系统 |
| CN108809131A (zh) * | 2018-09-29 | 2018-11-13 | 上海颛芯企业管理咨询合伙企业（有限合伙） | 逆变器系统 |
| CN109802622A (zh) * | 2019-03-11 | 2019-05-24 | 江苏罗宾康自动化科技有限公司 | 一种基于低开关频率控制的延时补偿装置 |
| CN112087155A (zh) * | 2019-06-14 | 2020-12-15 | 迪尔公司 | 用于联接到逆变器的可变dc总线电压的系统和方法 |
| CN110445443A (zh) * | 2019-07-22 | 2019-11-12 | 南京越博动力系统股份有限公司 | 内置式永磁同步电机无位置传感器的控制方法和控制系统 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Research and design of speed control for high speed sensorless brushless DC motor with commutation compensation;Guoliang Xiao et al.;《2017 20th International Conference on Electrical Machines and Systems (ICEMS)》;20171005;第1-4页 * |
| 采用双重滤波补偿的永磁同步电机无位置传感器控制;刘兵 等;《中国电机工程学报》;20181120;第38卷(第22期);第6683-6691页 * |
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