专利汇可以提供一种两相直流偏置游标电机控制器及控制方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种两相直流偏置正弦 电流 电机 控制器 及控制方法,包括第一减法器、第二减法器、第三减法器、第四减法器、速度调节器、d轴电流调节器、q轴电流调节器、0轴电流调节器、脉宽 调制器 、变流器、电机 位置 传感器 、A相及B相电流传感器和电流变换器。本发明在拓扑优化之后,驱动资源可以降为减少一半,同时控 制芯 片需要输出的控制 信号 也降为原来的一半。,下面是一种两相直流偏置游标电机控制器及控制方法专利的具体信息内容。
1.一种两相直流偏置游标电机控制器,其特征在于,包括第一减法器(1)、第二减法器(2)、第三减法器(3)、第四减法器(4)、速度调节器(5)、d轴电流调节器(6d)、q轴电流调节器(6q)、0轴电流调节器(60)、脉宽调制器(7)、变流器(8)、电机(9)、电机位置传感器(10)、A相及B相电流传感器(11)和电流变换器(12);
第一减法器(1)用于接收电机转速给定值nr和电机转速测量值n,并将差值nr-n送入速度调节器(5),速度调节器(5)的输出端通过第二减法器(2)、第三减法器(3)和第四减法器(4)分别连接至d轴电流调节器(6d)、q轴电流调节器(6q)以及0轴电流调节器(60),d轴电流调节器(6d)、q轴电流调节器(6q)以及0轴电流调节器(60)的输出端均连接至脉宽调制器(7),脉宽调制器(7)的输出端连接至变流器(8),变流器(8)的输出端连接至电机(9),电机(9)上连接有电机位置传感器(10),变流器(8)与电机(9)之间还连接有A相及B相电流传感器(11),A相及B相电流传感器(11)的输出端通过电流变换器(12)分别连接至第二减法器(2)、第三减法器(3)和第四减法器(4),且电机位置传感器(10)的输出端分别连接至第一减法器(1)、脉宽调制器(7)和电流变换器(12)。
2.根据权利要求1所述的一种两相直流偏置游标电机控制器,其特征在于,所述变流器(8)由直流电源、第一MOS场效应管S1、第二MOS场效应管S2、第三MOS场效应管S3、第四MOS场效应管S4、第一续流二极管D1、第二续流二极管D2、第三续流二极管D3、第四续流二极管D4和第五续流二极管D5构成;
第一MOS场效应管S1、第二MOS场效应管S2、第三MOS场效应管S3、第四MOS场效应管S4的漏极连接所述直流电源的正极;第一MOS场效应管S1的源极与第一续流二极管D1的负极相连,并连接电机(9)A相绕组的A端;第二MOS场效应管S2的源极与第二续流二极管D2的负极相连,并连接电机(9)B相绕组的B端;第三MOS场效应管S3的源极与第三续流二极管D3的负极相连,并连接电机(9)A相绕组的X端;第四MOS场效应管S4的源极与第四续流二极管D4的负极相连,并连接电机(9)B相绕组的Y端;第一续流二极管D1、第二续流二极管D2、第三续流二极管D3、第四续流二极管D4和第五续流二极管D5的负极与所述直流电源负极相连;第五续流二极管D5的正极与电机(9)的A、B相绕组的中点AN、BN相连;脉宽调制器(7)产生的A相PWM信号作为第一MOS场效应管S1和第三MOS场效应管S3栅极的控制信号,脉宽调制器(7)产生的B相PWM信号作为第二MOS场效应管S2和第四MOS场效应管S4栅极的控制信号。
3.一种两相直流偏置游标电机控制方法,采用权利要求1所述的一种两相直流偏置游标电机控制器,其特征在于,电机转速给定值nr和电机转速测量值n送入第一减法器(1),nr-n的差值送入速度调节器(5),速度调节器(5)输出q轴电流给定值i*q,通过调节i*q,使得nr-n的差值始终为零,即n始终跟随nr的变化,电机(9)采取的策略为d轴电流给定值为0,0轴电流给定值与q轴电流给定值相等,即得到d轴电流给定值i*d、q轴电流给定值i*q和0轴电流给*
定值i0;
d轴电流给定值i*d与d轴电流反馈值id送入所述第二减法器(2),i*d-id的差值送入d轴电流调节器(6d),所述d轴电流调节器(6d)输出d轴电压给定值V*d,通过调节V*d,使得i*d-id的差值始终为零,即对i*d进行无差跟踪;
* *
q轴电流给定值iq与q轴电流反馈值iq送入所述第三减法器(3),i q-iq的差值送入q轴电流调节器(6q),所述q轴电流调节器(6q)输出q轴电压给定值V*q,通过调节V*q,使得i*q-iq的差值始终为零,即对i*q进行无差跟踪;
0轴电流给定值i*0与0轴电流反馈值i0送入所述第四减法器(4),i*0-i0的差值送入0轴电流调节器(60),所述0轴电流调节器(60)输出0轴电压给定值V*0,通过调节V*0,使得i*0-i0的差值始终为零,即i*0对进行无差跟踪;
V*d、V*q、V*0输入所述脉宽调制器(7),进行空间矢量调制,分别产生A相PWM信号和B相PWM信号;
变流器(8)的输出电压作用在电机(9)绕组上,控制电机(9)绕组的A、B相的电流,产生对应于输入A相PWM信号和B相PWM信号的带直流偏置的正弦电流信号;最终实现d、q、0轴电流的无差跟踪。
4.根据权利要求3所述的一种两相直流偏置游标电机控制方法,其特征在于,d轴电流反馈值id、q轴电流反馈值iq和0轴电流反馈值i0获取方式如下:
利用A相及B相电流传感器(11)分别测量得到A相两个分相电流iA+、iA-,B相两个分相电流iB+、iB-,由电机位置传感器(10)检测到的电机转子位置信号θr,将θr以及iA+、iA-、iB+、iB-输入电流变换器(12),经过电流变换器(12)按下式进行静止-旋转坐标变换,得到d、q、0轴电流信号,分别作为d轴电流反馈值id、q轴电流反馈值iq和0轴电流反馈值i0;
其中,p为电机的极对数,RMS(iA+)为A+分相电流的均方根值。
5.根据权利要求3所述的一种两相直流偏置游标电机控制方法,其特征在于,所述电机转速测量值n由电机位置传感器(10)测量到的转子位置信号θr经处理得到,具体:
6.根据权利要求3所述的一种两相直流偏置游标电机控制方法,其特征在于,所述速度调节器(5)按照下述过程输出q轴电流给定值i*q:所述速度调节器(5)对其输入进行判断,若nr-n的差值为零,则保持此时i*q为定值,并输出;若nr-n的差值为正,则不断增大q轴电流给定值i*q,直至电机转速反馈值nr增加,使得nr-n零,保持此时i*q为定值;若nr-n的差值为负,则不断减小q轴电流给定值i*q,直至电机转速反馈值nr减小,使得nr-n为零,保持此时i*q为定值。
7.根据权利要求3所述的一种两相直流偏置游标电机控制方法,其特征在于,所述d轴*
电流调节器(6d)按照下述过程输出d轴电压给定值Vd:所述d轴电流调节器(6d)对其输入进行判断,若i*d-id的差值为零,则保持此时V*d为定值,并输出;若i*d-id的差值为正,则不断增大d轴电压给定值V*d,直至d轴电流反馈值id增加,使得i*d-id为零,保持此时V*d为定值;若i*d-id的差值为负,则不断减小d轴电压给定值V*d,直至d轴电流反馈值id减小,使得i*d-id为零,保持此时V*d为定值。
8.根据权利要求3所述的一种两相直流偏置游标电机控制方法,其特征在于,所述q轴电流调节器(6q)按照下述过程输出q轴电压给定值V*q:所述q轴电流调节器(6q)对其输入进行判断,若i*q-iq的差值为零,则保持此时V*q为定值,并输出;若i*q-iq的差值为正,则不断增大q轴电压给定值V*q,直至q轴电流反馈值iq增加,使得i*q-iq为零,保持此时V*q为定值;若i*q-iq的差值为负,则不断减小q轴电压给定值V*q,直至q轴电流反馈值iq减小,使得i*q-iq为零,保持此时V*q为定值。
9.根据权利要求3所述的一种两相直流偏置游标电机控制方法,其特征在于,所述0轴电流调节器(60)按照下述过程输出0轴电压给定值V*0:所述0轴电流调节器(60)对其输入进* * *
行判断,若i0-i0的差值为零,则保持此时V0为定值,并输出;若i0-i0的差值为正,则不断增大0轴电压给定值V*0,直至0轴电流反馈值i0增加,使得i*0-i0为零,保持此时V*0为定值;若i*0-i0的差值为负,则不断减小0轴电压给定值V*0,直至0轴电流反馈值i0减小,使得i*0-i0为零,保持此时V*0为定值。
10.根据权利要求3所述的一种两相直流偏置游标电机控制方法,其特征在于,所述脉宽调制器(7)产生A相PWM信号和B相PWM信号包括下述过程:
(A)脉宽调制器(7)对电机转子位置信号θr以及 进行旋转、静止变换,得到
其中 为静止坐标系下A相交流电压的给定值,V*b为静止坐标系下B相交流电压的给定值,p为电机的极对数;
(B)调制产生的A相交流电压占空比信号Ta=V*a/Vdc,B相交流电压占空比信号Tb=V*b/Vdc;针对V*0输出一个直流电压占空比信号T0=V*0/Vdc,其中Vdc为变流器直流母线电源电压;
(C)最终得到A相PWM信号占空比TA:TA=Ta+T0;B相PWM信号占空比TB:TB=Tb+T0。
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