[发明专利]直流电动机变频控制装置

权利要求书

1. 一种直流电动机变频控制装置，其特征在于，该装置包括用于直接采集所述发动机三相电流的取样电阻、智能变频模块和控制器；

所述取样电阻为三个，分别串联在所述智能变频模块的三个下桥臂和电源直流母线之间；

所述智能变频模块，包括由大功率电子开关器件组成的逆变器，所述大功率电子开关器件的开关控制极接收所述控制器发送的开关控制信号，并通过所述控制器转换为所述直流电动机的驱动电流；

所述控制器包括用于根据所述取样电阻采集的所述发动机三相输入电流计算获得其转子位置的计算单元，以及根据该转子位置以及期望的电动机转速生成所述大功率电子开关器件开关控制信号的控制单元。

2. 根据权利要求1所述直流电动机变频控制装置，其特征在于，所述取样电阻根据该电阻电压采集所述发动机对应相的电流。

3. 根据权利要求1所述直流电动机变频控制装置，其特征在于，该装置还包括与所述直流母线相连的过电保护单元；所述取样电阻采集的电流提供给所述过电保护单元，用于实现所述直流母线过电流保护。

4. 根据权利要求1所述直流电动机变频控制装置，其特征在于，所述智能变频模块的逆变器包括六个大功率电子开关器件，分别为(UP)、(UN)、(VP)、(VN)、(WP)、(WN)；其中上桥臂(UP)、(VP)、(WP)的阳极连接所述直流母线的正极，阴极分别连接无刷直流电动机电源线U、V、W；下桥臂(UN)、(VN)、(WN)的阴极连接直流母线的负极，阳极分别连接无刷直流电动机电源线U、V、W。

5. 根据权利要求4所述的直流电动机变频控制装置，其特征在于，所述大功率电子器件的阳极与阴极之间反向并联二极管。

6. 根据权利要求1所述的直流电动机变频控制装置，其特征在于，所述计算单元包括：

3/2转换模块，用于接收所述无刷直流电动机三相输入电流Iu、Iv、Iw，以及转子角度θ，根据上述数值，通过三相到两相的变换，实现将u、v、w三相坐标系下的电流转化为γ、δ两相静止坐标系的电流值Iγ、Iδ，并输出；

速度位置计算模块，用于从角度误差计算模块获得转子的角度误差值Δθ，并根据该角度误差值Δθ计算出转子角度θ以及转子反馈角速度ω并输出；

角度误差计算模块，用于接收无传感器速度误差计算模块输出的磁通量误差Δλ、和所述3/2转换模块输出的γ、δ坐标系电流Iγ、Iδ和所述速度位置计算模块输出的转子反馈角速度ω，计算获得角度误差值Δθ；

无传感器速度误差计算模块，接收电流计算模块输出的d、q坐标系电压流Vd、Vq，以及所述3/2转换模块输出的γ、δ坐标系的电流Iγ、Iδ和所述速度位置计算模块输出的转子反馈角速度ω，经计算获得磁通量误差Δλ输出。

7. 根据权利要求6所述的直流电动机变频控制装置，其特征在于，所述控制单元包括：

速度控制模块，用于接收所述速度位置计算模块输出的反馈角速度ω，以及对电动机的期望转速计算角速度ω^*，经计算获得计算力矩T^*输出；

力矩限制模块，用于接收所述速度控制模块输出的计算力矩T^*，以及所述速度位置计算模块输出的反馈角速度ω，经计算获得d、q坐标系电流Id、Iq输出；

电流计算模块，用于接收所述力矩限制模块输出的d、q坐标系电流Id、Iq，以及所述3/2转换模块221输出的γ，δ坐标系电流Iγ、Iδ，和所述速度位置计算模块输出的转子反馈角速度ω，输出d，q坐标系电压流Vd、Vq；

2/3转换模块，用于接收所述电流计算模块输出的d、q坐标系电压流，以及所述速度位置计算模块输出的转子角度θ，产生在u、v、w三相坐标系下的开关控制信号，该开关控制信号就是所述控制智能变频模块的大功率电子开关器件的开关信号。

8. 根据权利要求1至6任一项所述的直流电动机变频控制装置，其特征在于，所述大功率电子开关器件为绝缘栅双极晶体管IGBT。

9. 根据权利要求1所述直流电动机变频控制装置，其特征在于，所述取样电阻集成在所述智能变频模块内。