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专利号: 2019107664468
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2023-09-12
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种无刷直流电机升压转速闭环控制方法,适用于带有前级Boost DC-DC变换器的无刷直流电机功率变换器,所述Boost DC-DC变换器与所述直流电机功率变换器级联以后,与无刷直流电机的绕组相连,其特征在于,该控制方法包括以下步骤:(1)判断电机当前的参考转速nref是否大于所设置的切换参考转速nm,若是,则转至步骤(3),采用控制模式2对电机转速进行控制,否则转至步骤(2),采用控制模式1来控制转速;

(2)控制模式1:通过对Boost DC-DC变换器进行稳压控制来为无刷直流电机功率变换器提供母线电压,利用后级无刷直流电机功率变换器对电机进行转速闭环控制;

(3)控制模式2:通过调节Boost DC-DC变换器的输出电压来实现电机转速的闭环控制,利用无刷直流电机功率变换器对电机进行换相控制。

2.根据权利要求1所述的无刷直流电机升压转速闭环控制方法,其特征在于:步骤(2)中所述的控制Boost DC-DC变换器的输出电压,是将输出电压参考值U2-ref与实际输出电压值U2的偏差经过PI调节作为电感电流参考值,再将所述电感电流参考值与实际电感电流的偏差经过PI调节后与载波信号进行比较得到Boost DC-DC变换器的控制信号,用以控制输出电压。

3.根据权利要求1所述的无刷直流电机升压转速闭环控制方法,其特征在于:步骤(2)中所述的利用后级无刷直流电机功率变换器对电机进行转速闭环控制,是采用参考转速nref与实际转速n偏差经过PI调节后的调节值作为控制无刷直流电机功率变换器中开关管的PWM占空比,与无刷直流电机的换相控制信号相与得到无刷直流电机功率变换器中开关管的PWM控制信号来控制转速。

4.根据权利要求1所述的无刷直流电机升压转速闭环控制方法,其特征在于:步骤(3)中所述的通过调节Boost DC-DC变换器的输出电压来实现电机转速的闭环控制,是采用参考转速nref与实际转速n偏差经过PI调节后的调节值作为电感电流参考值,再将所述电感电流参考值与实际电感电流的偏差经过PI调节后与载波信号进行比较,得到Boost DC-DC变换器中开关管的PWM控制信号来控制转速。

5.一种无刷直流电机升压转速闭环控制电路,其特征在于:该电路包括控制器、Boost DC-DC变换器和无刷直流电机功率变换器,所述Boost DC-DC变换器与所述直流电机功率变换器级联后,与无刷直流电机的绕组相连;

所述控制器用于接收无刷直流电机中的位置传感器信号、所述Boost DC-DC变换器的输出电压信号及其电感电流信号,经过处理得到控制信号并发送给Boost DC-DC变换器和无刷直流电机功率变换器进行控制;所述控制器用于读取程序执行以下步骤:(1)判断电机当前的参考转速nref是否大于所设置的切换参考转速nm,若是,则转至步骤(3),采用控制模式2对电机转速进行控制,否则转至步骤(2),采用控制模式1来控制转速;

(2)控制模式1:通过对Boost DC-DC变换器进行稳压控制来为无刷直流电机功率变换器提供母线电压,利用后级无刷直流电机功率变换器对电机进行转速闭环控制;

(3)控制模式2:通过调节Boost DC-DC变换器的输出电压来实现电机转速的闭环控制,利用无刷直流电机功率变换器对电机进行换相控制。

6.根据权利要求5所述的无刷直流电机升压转速闭环控制电路,其特征在于:所述无刷直流电机功率变换器采用三相全桥功率变换器。

7.根据权利要求6所述的无刷直流电机升压转速闭环控制电路,其特征在于:所述三相全桥功率变换器包括六个二极管和六个功率变换器开关管,每两个功率变换器开关管相级联,即功率变换器第一开关管(VT1)的源极与功率变换器第四开关管(VT4)的漏极连接,功率变换器第三开关管(VT3)的源极与功率变换器第六开关管(VT6)的漏极连接,功率变换器第五开关管(VT5)的源极与功率变换器第二开关管(VT2)的漏极连接;两个功率变换器开关管级联后连接在所述Boost DC-DC变换器的输出端;每一个功率变换器开关管上均反向并联一个二极管;功率变换器第一开关管(VT1)的源极、功率变换器第三开关管(VT3)的源极以及功率变换器第五开关管(VT5)的源极分别连接电机中的一相绕组。

8.根据权利要求5所述的无刷直流电机升压转速闭环控制电路,其特征在于:所述Boost DC-DC变换器包括蓄电池、第一电容(C1)、电感(L)、直流变换器第一开关管(K1)、直流变换器第二开关管(K2)、第七二极管(D7)、第八二极管(D8)和第二电容(C2),其中第一电容(C1)与蓄电池并联,电感(L)一端接蓄电池的正端,电感(L)另一端接直流变换器第二开关管(K2)漏极,第八二极管(D8)与直流变换器第二开关管(K2)反向并联,第七二极管(D7)与直流变换器第一开关管(K1)反向并联,直流变换器第一开关管(K1)的源极与直流变换器第二开关管(K2)的漏极连接,直流变换器第一开关管(K1)的漏极与第二电容(C2)的正端连接,第二电容(C2)的负端、直流变换器第二开关管(K2)源极、第一电容(C1)负端和蓄电池的负端连接。