[实用新型]一种无刷直流电机的控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种无刷直流电机的控制装置。

背景技术

目前对直流无刷电机进行矢量控制的时候，控制电机转动的控制矢量是周期性给定的，而控制矢量的合成是根据传感器的反馈角度值计算出来的，传感器的反馈角度值的取得时间点与控制矢量的给定时间点之间往往存在着时间差。从而出现采集到的用于计算的角度值滞后于实际角度值的现象，这种现象在电机的转速越快的时候越发明显。

实用新型内容

为了克服现有技术中的缺点，本实用新型提出了一种无刷直流电机的控制装置，包括：驱动部；控制部；控制部包括：旋转变压器解码功能元件、空间矢量控制运算元件、存储元件、软件延迟时间计算元件、软硬件延迟时间相加元件、补偿角度计算元件以及电气角与补偿角相加元件，其中，无刷直流电机具有旋转变压器，无刷直流电机的旋转变压器的输出端连接旋转变压器解码功能元件的输入端；驱动部的输出端与电机相连，驱动电机旋转；旋转变压器解码功能元件具有电气角输出端以及电机速度输出端，电气角输出端连接电气角与补偿角相加元件，电机速度输出端连接补偿角度计算元件；软件延迟时间计算元件连接到软硬件延迟时间相加元件；存储元件与软硬件延迟时间相加元件的输入端相连，从而将硬件延迟时间输出给软硬件延迟时间相加元件；软硬件延迟时间相加元件的输出端连接到补偿角度计算元件；补偿角度计算元件连接到电气角与补偿角相加元件，电气角与补偿角相加元件的输出端连接到空间矢量控制运算元件，空间矢量控制运算元件的输出端连接到驱动板。

本系统通过精确计算从传感器采集到的角度值开始直到实际的控制矢量生成时的时间，能够获得更加准确的控制矢量，从而提高了控制精度，并且能够减少电机的发热量，提高电源的利用率。

附图说明

图1是说明无刷直流电机产生正交偏差的示意图；

图2是本实用新型的硬件结构示意图；

图3是根据电机不同的转速绘制出角度补偿曲线的示意图。

具体实施方式

现有技术中对于无刷直流电机的控制如下，控制器以固定的频率采集电机的角度信息，然后结合角度信息通过空间矢量控制运算生成控制矢量并传送到驱动板，驱动板将控制矢量信号放大成U、V、W三相信号驱动电机转动。但是由于软件的计算需要时间，硬件也存在一定的延时，所以在电机角度信息的采集时间点与实际控制矢量的输出时间点之间，存在时间差，此外，电机处于转动状态，在这个时间差内定会产生偏转，这样就会导致生成控制矢量的角度滞后于当前的实际的角度。

图1是控制矢量的角度与时间关系的曲线。如图1所示，t0时刻开始计算，获得角度值是θ0，而生成实际的控制矢量的角度的时间会延后到t1，这时实际的角度值为θ1，这与θ0之间就会存在角度值的滞后，从而导致生成的控制矢量与磁场方向不能实时正交，从而电机驱动效率变低，发热增大，这种现象在电机的转速越快的时候越发明显。为了消除正交偏差，必须对用于空间矢量控制计算用的角度值进行补正。例如上图的情况，如果将t0时刻的角度值θ0在此基础上加上预先算出的角度值θ1-θ0的话，便可在t1实际输出控制矢量的时候得到正交性更好的控制矢量。所以关键的问题是预先算出角度的补正值。角度补正值与滞后的时间以及电机的当前转速相关。电机的当前转速可以由控制板的RDC元件（旋转变压器解码功能元件）通过软件直接读取。滞后时间又由软件的计算时间和硬件的延迟时间组成。综上所述，只要计算出软件的延迟时间和硬件的延迟时间，就可以得到补正角度。

本实用新型的控制装置的配置如图2所示，其中包括：驱动部；控制部；控制部包括：旋转变压器解码功能元件、空间矢量控制运算元件、存储元件、软件延迟时间计算元件、软硬件延迟时间相加元件、补偿角度计算元件以及电气角与补偿角相加元件，其中，无刷直流电机具有旋转变压器，无刷直流电机的旋转变压器的输出端连接旋转变压器解码功能元件的输入端；驱动部的输出端与电机相连，驱动电机旋转；旋转变压器解码功能元件具有电气角输出端以及电机速度输出端，电气角输出端连接电气角与补偿角相加元件，电机速度输出端连接补偿角度计算元件；软件延迟时间计算元件连接到软硬件延迟时间相加元件；存储元件与软硬件延迟时间相加元件的输入端相连，从而将硬件延迟时间输出给软硬件延迟时间相加元件；软硬件延迟时间相加元件的输出端连接到补偿角度计算元件；补偿角度计算元件连接到电气角与补偿角相加元件，电气角与补偿角相加元件的输出端连接到空间矢量控制运算元件，空间矢量控制运算元件的输出端连接到驱动板。

本实用新型的具体的补正角度的计算过程如下：

1、软件延迟时间的计算