１２０度非方波型无刷直流电机控制器制造技术

１２０度非方波型无刷直流电机控制器，涉及对直流电机的控制器。目前控制器在控制电机转动过程中，电机易出现转矩波动，严重时会出现明显的运行噪声。本实用新型专利技术包括转子位置解析模块，用于实现电机转子位置解析；控制电压计算模块，其与转子解析模块连接，用于根据转子位置计算得到对应控制电压值；ＰＷＭ输出模块，其与控制电压计算模块连接，用于根据控制电压值生成相应的１２０度ＰＷＭ控制波形；功率驱动单元，位于电机及ＰＷＭ输出模块之间，用于根据ＰＷＭ控制波形控制电机运转。在控制区间内的控制电压根据转子位置实时调整其数值以减少转矩的波动，同时也能有效削弱控制区间更换时造成的转矩跌落。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

120度非方波型无刷直流电机控制器
本技术涉及直流电机的控制，尤指一种120度非方波型无刷直流电机控制器 及控制方法。
技术介绍
目前在无刷直流电机的控制中，120度方波无刷直流电机控制方式是一种非常普 通的控制方式。根据转子位置确定电机控制相序，一个电周期分为六拍控制，每一拍称为 一个控制区间。无刷直流电机控制时产生转矩波动的因素主要是两个一是控制区间更换 时造成的瞬间转矩跌落；另一个是控制区间内由于控制电压不能随着转子位置实时调整其 数值造成转矩的波动。由于实际生产的电机相反电势一般是类正弦波形或者是平顶波形， 甚至是马鞍形的波形，很难做到标准的方波波形，其中包含丰富的谐波，在采用120度方波 控制时，任何一个控制区间内由于控制电压值大小不能随着转子的实际位置进行适当的调 整，来保证电机输出转矩的平稳性，所以造成电机在运行过程中出现转矩波动，严重时会出 现明显的运行噪声；且同一 120度方波控制方案通过在同一系列铁芯、不同功率等级的电 机进行控制时，功率等级较小的电机运行噪声表现不明显，而功率等级越高的电机运行噪 声表现则越明显。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与 改进，提供一种120度非方波型无刷直流电机控制器，以达到在降低因控制区间更换产生 的转矩跌落的同时提高每一个控制区间内转矩输出的平稳性。为此，本技术采取以下 技术方案120度非方波型无刷直流电机控制器，其特征在于它包括转子位置解析模块，用于实现电机转子位置解析；控制电压计算模块，其与转子解析模块连接，用于根据转子位置计算得到对应控 制电压值；PWM输出模块，其与控制电压计算模块连接，用于根据控制电压值生成相应的120 度PWM控制波形；功率驱动单元，位于电机及PWM输出模块之间，用于根据PWM控制波形控制电机运转。控制电压计算模块根据转子位置计算各区间的电压值，有效地改善电机电流波 形，降低电机运行时的转矩波动和换相时的转矩波动。作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本技术还包括以下附加技术特 征控制器还包括检测模块，用于检测转子的位置，其与转子位置解析模块相连。所述的检测模块包括设于电机内的位置砖感器，所述的位置传感器的引出线与转子位置解析模块相连。控制电压计算模块与一用于存放各控制区间相应补偿电压值的存储单元连接，所 述的存储单元与PWM输出模块连接。控制器还包括输出模块，用于显示电机工作状态。有益效果在控制区间内的控制电压根据转子位置实时调整其数值以减少转矩的 波动，同时也能有效削弱控制区间更换时造成的转矩跌落。附图说明图1是本技术结构原理图；图2是本技术工作流程图；图3是电压补偿前的电流波形图；图4是电压补偿后的电流波形图。具体实施方式以下结合说明书附图对本技术的技术方案做进一步的详细说明。如图1所示，本技术包括转子位置解析模块，用于实现电机转子位置解析； 控制电压计算模块，其与转子解析模块连接，用于根据转子位置计算得到对应控制电压值； PWM输出模块，其与控制电压计算模块连接，用于根据控制电压值生成相应的120度PWM控 制波形；功率驱动单元，位于电机及PWM输出模块之间，用于根据PWM控制波形控制电机运 转；检测模块，用于检测转子的位置，其与转子位置解析模块相连，检测模块可包括设于电 机内的位置传感器，位置传感器的引出线与转子位置解析模块相连。当然控制器还可增设 一用于存放各控制区间相应补偿电压值的存储单元，其与控制电压计算模块及PWM输出模 块连接，及增设用于显示电机工作状态的输出模块。转子位置解析模块实现电机转子位置 解析，得到准确的电机转子角度，并将该角度值送达控制电压计算模块，计算得到对应该转 子角度时所需的控制电压值，通过PWM输出模块产生相应的120度PWM控制波形，控制功率 驱动单元的输出，达到控制电机的目的。如图2所示，120度非方波型无刷直流电机控制方法包括以下步骤1)位置检测步骤，用于检测转子位置；2)解析步骤，对检测得到的转子位置信息进行解析；3)计算控制电压模块，根据解析的转子位置信息计算控制电压，控制电压模块以 正弦波形电势计算控制电压，以公式 或以拟合公式 来计算；4)计算占空比，根据控制电压计算所需的PWM占空比大小，生成相应的120度PWM控制波形；5)驱动步骤，根据PWM控制波形通过功率单元驱动电机运转。在计算控制电压前，对任意相反电势波形进行傅立叶分解，获取不同谐波分量比 例，控制电压模块根据不同的谐波及比例计算控制电压。如图3所示，采用本技术前实测电机相电流波形及直流母线电流波形图，第 二通道为相电流波形，可见电流有明显的尖峰，这是造成转矩波动的根源。第一通道为母线 电流波形，可见控制区间更换时电流跌落时间较长，对转矩影响较大。如图4所示，实施本 技术后，第一通道的相电流波形的电流波峰大大降低，而且，电流波形随着角度变化做 波浪形调整，符合转矩补偿要求。第二通道的母线电流波形在换相时电流跌落部分明显减 少。本文档来自技高网...

【技术保护点】
１２０度非方波型无刷直流电机控制器，其特征在于：它包括　　转子位置解析模块，用于实现电机转子位置解析；　　控制电压计算模块，其与转子解析模块连接，用于根据转子位置计算得到对应控制电压值；　　ＰＷＭ输出模块，其与控制电压计算模块连接，用于根据控制电压值生成相应的１２０度ＰＷＭ控制波形；　　功率驱动单元，位于电机及ＰＷＭ输出模块之间，用于根据ＰＷＭ控制波形控制电机运转。

【技术特征摘要】
120度非方波型无刷直流电机控制器，其特征在于它包括转子位置解析模块，用于实现电机转子位置解析；控制电压计算模块，其与转子解析模块连接，用于根据转子位置计算得到对应控制电压值；PWM输出模块，其与控制电压计算模块连接，用于根据控制电压值生成相应的120度PWM控制波形；功率驱动单元，位于电机及PWM输出模块之间，用于根据PWM控制波形控制电机运转。2.根据权利要求1所述的120度非方波型无刷直流电机控制器，其特征在于控制器 还包括检测模块，用于检测转子的位置，其与转子位置解析模...

【专利技术属性】
技术研发人员：廉晨龙，杜荣法，朱亚娟，翟德虎，郝兆礼，严伟灿，
申请(专利权)人：卧龙电气集团股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：33[中国|浙江]