一种基于二三混合导通的无刷直流电机PWM调制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于二三混合导通的无刷直流电机PWM调制方法，运用无刷直流电机的霍尔信号和DSP芯片运算合成出二三混合导通模式开关管的驱动信号，构造出150度导通模式；150度导通模式即在电机的运行过程中，每个开关管导通150度，并让其稳定运行；二三混合导通将重新划分扇区，成为十二扇区每个扇区30电角度；将三三导通期间的开关管的驱动信号加入PWM调制，即开关管的调制信号和高频方波做与逻辑运算，逻辑运算后的信号作为开关管的驱动信号；二二导通的期间开关管导通信号不做任何逻辑运算所以为恒通。本发明专利技术增加了无刷直流电机调制方式，结合了二二导通三三导通以及PWM调制的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于二三混合导通的无刷直流电机PWM调制方法
本专利技术涉及无刷直流电机控制领域，尤其是一种基于无刷直流电机二二导通和三三导通和PWM调制方法。
技术介绍
无刷直流电机以其功率密度高，调速性能优良越来越受到人们的关注。目前学者们大都研究无刷直流电机的两两导通方式和基于两两导通的PWM调制方式，对三三导通方式和二三混合导通的研究较少。二二导通方式就是120度导通方式，三三导通就是180度导通方式，二三混合导通即为150度导通。无刷直流电机的PWM调制方式主要有五种方式，即为PWM-ON,ON-PWM,HPWM-LON,HON-LPWM,HPWM-LPWM。而这五种调制方式大都是与二二导通相结合，研究PWM调制与二三混合导通相结合的较少，所以基于二三混合导通的PWM-ON-PWM-ON-PWM调制方式应运而生。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种丰富电机调速控制方式、使无刷直流电机更好的发挥效力的基于二三混合导通的无刷直流电机PWM调制方法。为实现上述目的，采用了以下技术方案：本专利技术主要包括带有180度霍尔位置传感器的无刷直流电机和DSP芯片，所述调制方法包括如下步骤：步骤1，运用无刷直流电机的霍尔信号和DSP芯片运算合成出二三混合导通模式开关管的驱动信号，构造出150度导通模式；150度导通模式即在电机的运行过程中，每个开关管导通150度，并让其稳定运行；步骤2，二三混合导通将重新划分扇区，成为十二扇区每个扇区30电角度；每个开关管导通150电角度的结果就是无刷直流电机出现二二导通和三三导通相互交叉的现象；无刷直流电机150度导通的情况下，出现二二导通和三三导通相交叉的情况，也就是每隔三十电角度二二导通，下一个三十电角度三三导通；步骤3，将三三导通期间的开关管的驱动信号加入PWM调制，即开关管的调制信号和高频方波做与逻辑运算，逻辑运算后的信号作为开关管的驱动信号；二二导通的期间开关管导通信号不做任何逻辑运算所以为恒通。进一步的，步骤2中，二三混合导通十二扇区划分就是将普通的六扇区，细化为十二扇区，每个扇区30电角度。与现有技术相比，本专利技术方法具有如下优点：采用了二三混合导通的模式，引入PWM调制策略可以减小无刷直流电机的转矩脉动，将传统的六扇区划分改进为十二扇区划分。相同的供电情况下，转速略大于六扇区二二导通情况下的转速。丰富电机调速控制方式、使无刷直流电机更好的发挥效力。附图说明图1是本专利技术二二导通霍尔信号和开关管导通情况图。图2是本专利技术三三导通霍尔信号和开关管导通情况图。图3是本专利技术二二导通扇区划分图。图4是本专利技术三三导通扇区划分图。图5是本专利技术二三混合导通十二扇区划分图。图6是本专利技术二三混合导通霍尔信号和开关管导通情况图。图7是本专利技术三三导通驱动信号与高频方波逻辑图。图8是本专利技术方法驱动波形图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步说明：本专利技术目的在于在现有无刷直流电机控制系统的基础上，利用DSP芯片和霍尔信号，通过霍尔信号直接的逻辑和DSP的计时与运算，使每个开关管导通150电角度。形成了无刷直流电机二三混合导通的模式，再将电机三三导通期间开关管的导通信号加入PWM调制，形成PWM-ON-PWM-ON-PWM调制新方法。如图1所示，无刷直流电机两两导通是三相六状态，它是指在任一时刻只有两只功率开关管处于导通状态，每隔60度电角度，电机改变一次工作状态，每个开关管依次导通120度电角度。开关管的导通顺序是VT1、VT2→VT2、VT3→VT3、VT4→VT4、VT5→VT5、VT6→VT6、VT1。如图2所示，无刷直流电机三三导通是三相六状态，它是指在任一时刻均有三只功率开关管处于导通状态，每隔60度电角度，电机改变一次工作状态，每个开关管依次导通180度电角度。开关管的导通顺序是VT1、VT2、VT3→VT2、VT3、VT4→VT3、VT4、VT5→VT4、VT5、VT6→VT5、VT6、VT1→VT6、VT1、VT2。如图3和图4所示，由于二二导通和三三导通具有两种不同开关管导通组合，形成两组各六个，方向各异的电压矢量。本专利技术就是在无刷直流电机导通的周期内，同时利用这十二个向量。那么就形成了如图5所示的，无刷直流电机十二扇区划分方式。即每隔30电角度运行状态变换一次，因为二二导通和三三导通的各个电压矢量恰好错开30电角度，所以，二三混合导通为12扇区。如图6所示，引入十二扇区划分方法之后，无刷直流电机变为三相十二状态二三混合导通，它是指二二导通30电角度后三三导通30电角度，每30电角度导通状态发生一次变化，十二状态由此而来，并且每个开关管依次导通150电角度。开关管的导通顺序为VT5、VT6→VT1、VT5、VT6→VT1、VT6→VT1、VT2、VT6→VT1、VT2→VT1、VT2、VT3→VT2、VT3→VT2、VT3、VT4→VT3、VT4→VT3、VT4、VT5→VT4、VT5→VT4、VT5、VT6。所以无刷直流电机每个150度导通，这150电角度很自然的被分为五份。如图7所示，将三三导通期间的开关管导通信号和高频方波做逻辑与，形成的是高频方波与低电平相间的无刷直流电机PWM三三导通驱动信号。三三导通PWM调制驱动信号就是参与三三导通的三个开关管全部进行PWM斩波调制。例如30度-60度VT1、VT5、VT6驱动信号全部和高频方波做逻辑与。用逻辑后的信号作为最终驱动开关管的信号。图8即为基于二三混合导通无刷直流电机PWM调制新方法的各个开关管的驱动波形图，150度分为5份每份30电角度，三三导通期间所有开关管进行PWM调制(实际PWM波的频率要高于图8中所示)，二二导通期间开关管恒通，实现了PWM-ON-PWM-ON-PWM的形式。以上所述的实施例仅仅是对本专利技术的优选实施方式进行描述，并非对本专利技术的范围进行限定，在不脱离本专利技术设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本专利技术的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本专利技术权利要求书确定的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于二三混合导通的无刷直流电机PWM调制方法，主要包括带有180度霍尔位置传感器的无刷直流电机和DSP芯片，其特征在于，所述调制方法包括如下步骤：步骤1，运用无刷直流电机的霍尔信号和DSP芯片运算合成出二三混合导通模式开关管的驱动信号，构造出150度导通模式；150度导通模式即在电机的运行过程中，每个开关管导通150度，并让其稳定运行；步骤2，二三混合导通将重新划分扇区，成为十二扇区每个扇区30电角度；每个开关管导通150电角度的结果就是无刷直流电机出现二二导通和三三导通相互交叉的现象；无刷直流电机150度导通的情况下，出现二二导通和三三导通相交叉的情况，也就是每隔三十电角度二二导通，下一个三十电角度三三导通；步骤3，将三三导通期间的开关管的驱动信号加入PWM调制，即开关管的调制信号和高频方波做与逻辑运算，逻辑运算后的信号作为开关管的驱动信号；二二导通的期间开关管导通信号不做任何逻辑运算所以为恒通。

【技术特征摘要】
1.一种基于二三混合导通的无刷直流电机PWM调制方法，主要包括带有180度霍尔位置传感器的无刷直流电机和DSP芯片，其特征在于，所述调制方法包括如下步骤：步骤1，运用无刷直流电机的霍尔信号和DSP芯片运算合成出二三混合导通模式开关管的驱动信号，构造出150度导通模式；150度导通模式即在电机的运行过程中，每个开关管导通150度，并让其稳定运行；步骤2，二三混合导通将重新划分扇区，成为十二扇区每个扇区30电角度；每个开关管导通150电角度的结果就是无刷直流电机出现二二导通和三三导通相互交叉的现...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭忠南，李昕，闫朝阳，张纯江，吕昌昊，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：河北,13