[发明专利]一种双三相永磁无刷电机的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种双三相永磁无刷电机，特别是该双三相永磁无刷电机的控制电路及其控制方法。

背景技术

永磁无刷电动机可以看作是一台用电子换相装置取代机械换相的直流电动机。与传统的电励磁电动机相比，永磁无刷电动机特别是稀土永磁电动机具有结构简单、运行可靠、体积小、质量小、损耗少、效率高，以及电动机的形状和尺寸可以灵活多样等显著优点，永磁无刷直流电动机因为应用范围极为广泛，几乎遍及航空航天、国防、工农业生产和日常生活的各个领域。

目前，双三相永磁无刷电机的电流波形随转子位置变化的示意图参见图2，现有技术中的电机通常采用正弦波电流控制，这种电流控制方式使得电机本身固有的三次谐波反电势没有得到充分的利用，反电动势随转子位置变化图参见图3，现有电机的控制方式往往造成电机在工作中的反电动势较大，得不到很好地控制，会对设备造成伤害。

因此，已有的采用正弦波电流控制的双三相永磁无刷电机系统具有功率密度和效率低等缺点，还有待于作出进一步的改进。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种可有效提高功率密度和输出转矩的双三相永磁无刷电机的控制电路。

本发明所要解决的第二个技术问题是针对上述控制电路提供一种双三相永磁无刷电机的控制方法。

本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种双三相永磁无刷电机的控制电路，包括有电机定子铁芯和给所述电机供电的交流电源，其特征在于，所述的控制电路还包括有三相整流器、第一电容、第二电容、第一逆变桥电路和第二逆变桥电路；

其中，所述交流电源的输入端分别与所述三相整流器的对应输入端相连，所述三相整流器的第一输出端分成三路，第一路经依次串接的所述第一电容和第二电容后接地，第二路连接所述第一逆变桥电路的输入端，第三路连接所述第二逆变桥电路的输入端；所述三相整流器的第二输出端直接接地；所述第一逆变桥电路的第一输出桥臂和所述电机定子铁芯的a相绕组相连，该第一逆变桥电路的第二输出桥臂和所述电机定子铁芯的b相绕组相连，该第一逆变桥电路的第三输出桥臂和所述电机定子铁芯的c相绕组相连；所述第二逆变桥电路的第一输出桥臂和所述电机定子铁芯的x相绕组相连，该第二逆变桥电路的第二输出桥臂和所述电机定子铁芯的y相绕组相连，该第二逆变桥电路的第三输出桥臂和所述电机定子铁芯的z相绕组相连；所述电子定子铁芯的绕组中性点连接至所述第一电容和第二电容的串联节点上。

本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：一种实现上述双三相永磁无刷电机的控制电路的控制方法，其特征在于：当所述的永磁无刷电机的其中任意两套绕组的偏移角β正好达到30°时，在上述控制电路的交流电源中注入三次谐波电流，并且，当注入的所述三次谐波电流为恒幅值注入状态下，该三次谐波电流的幅值a和所述控制电路对应相电流的幅值I_a满足如下公式：

其中，B₁与B₃分别为气隙磁场中的基波与三次谐波含量；E₁和E₃分别为反电势的基波与三次谐波分量；K_dap1与K_dap3分别为基波与三次谐波的绕组系数；I_m为相电流的幅值。

作为另一优选，一种实现上述双三相永磁无刷电机的控制电路的控制方法，其特征在于：当所述的永磁无刷电机的其中任意两套绕组的偏移角β正好达到30°时，在上述控制电路的交流电源中注入三次谐波电流，并且，当注入的所述三次谐波电流为恒有效值注入状态下，该三次谐波电流的幅值a和所述控制电路对应相电流的幅值I_a满足如下公式：

其中，B₁与B₃分别为气隙磁场中的基波与三次谐波含量；E₁和E₃分别为反电势的基波与三次谐波分量；K_dap1与K_dap3分别为基波与三次谐波的绕组系数；I_m为相电流的幅值。