采用小电容的无刷直流电机驱动器换相转矩波动抑制方法

技术特征：
1.一种采用小电容的无刷直流电机驱动器换相转矩波动抑制方法，其特征在于：变换器主要由单相交流电源、二极管整流桥、直流链电路、三相逆变器依次连接组成，三相逆变器的输出端连接到无刷直流电机；所述变换器中，单相交流电源输出的交流电通过二极管整流桥转换为脉动直流电，脉动直流电依次经过直流链电路、三相逆变器后转变为无刷直流电机所需的交流电，进而输入到无刷直流电机中；整流过程中，所述二极管整流桥输出的脉动直流电为呈周期性变化的波动电压，直流链电路由直流链开关管t与直流链电容串联组成，直流链开关管与直流链电容串联后连接在二极管整流桥的两个输出端之间。2.根据权利要求1所述的一种采用小电容的无刷直流电机驱动器换相转矩波动抑制方法，其特征在于：对直流链开关管和三相逆变器进行分区域控制，分区域控制具体将二极管整流桥的输出电压|u
s
|划分为a、b、c三个区域进行控制：在电机换相期间内，在区域a、区域b、区域c的三个区域内，均控制直流链开关管t处于开通状态，将直流链电容的电压u
cap
作为直流链电压；在电机正常导通期间内，按照以下方式进行控制：在区域a内，控制直流链开关管t关闭，直流链电路过来的一部分脉动直流电对直流链电容进行充电，另一部分脉动直流电输入到三相逆变器，控制三相逆变器对无刷直流电机进行调压调速；在区域b内，控制直流链开关管t关闭，由三相逆变器过来的能量输入到直流链电容进行充电，进而使直流链电压满足换相期间的高电压；在区域c内，控制直流链开关管t开通，将直流链电容切入直流链电路，直流链电容的电压u
cap
作为直流链电压，直流链电容的电压u
cap
输入到三相逆变器，控制三相逆变器对电机进行调压调速。3.根据权利要求1所述的一种采用小电容的无刷直流电机驱动器换相转矩波动抑制方法，其特征在于：所述的区域a、区域b和区域c的划分方式具体为：比较二极管整流桥的输出电压|u
s
|和无刷直流电机平稳运行电压u
ab
的大小关系，在每个整流周期内，将二极管整流桥的输出电压|u
s
|划分为三个区域：区域a：二极管整流桥的输出电压|u
s
|≥u
ab
且输出电压单调递增；区域b：二极管整流桥的输出电压|u
s
|≥u
ab
且输出电压单调递减；区域c：二极管整流桥的输出电压|u
s
|<u
ab
的区域。4.根据权利要求1所述的一种采用小电容的无刷直流电机驱动器换相转矩波动抑制方法，其特征在于：在区域a时，控制直流链开关管t处于关断状态，并控制三相逆变器进行调压调速，仅有由二极管整流桥输出电压|us|驱动无刷直流电机运行；在区域b时，控制直流链开关管t处于关断状态，并控制三相逆变器进行双极型pwm调制：当三相逆变器导通的两相中两个桥臂的开关管开通时，二极管整流桥输出电压|us|驱动无刷直流电机运行；当三相逆变器导通的两相中两个开关管关断时，产生反向矢量为直流链电容进行充电储能，实现提升直流链电容电压；
在区域c时，控制直流链开关管t处于开通状态，并控制三相逆变器进行调压调速，同时将与直流链电容串联的直流链开关管开通，直流链电容在为无刷直流电机供电。

技术总结
本发明公开了一种采用小电容的无刷直流电机驱动器换相转矩波动抑制方法。单相交流电源输出的交流电通过二极管整流桥转换为脉动直流电，依次经过直流链电路、三相逆变器后变为交流电输入到无刷直流电机；二极管整流桥输出的直流电为呈周期性变化的波动电压，直流链电路由直流链开关管与直流链电容串联组成；对直流链开关管和三相逆变器进行分区域控制，分区域控制具体将二极管整流桥的输出电压划分为三个区域分别进行不同的控制。本发明通过为直流链电容额外升压，达到换相期间无刷直流电机需要的高电压，维持电机电流的平稳，降低了驱动系统的复杂程度以及控制难度，增强了驱动系统的稳定性能。系统的稳定性能。系统的稳定性能。


技术研发人员：李新旻 袁赫 陈炜 史婷娜
受保护的技术使用者：浙江大学
技术研发日：2022.03.30
技术公布日：2022/7/5