[发明专利]一种电机驱动装置及驱动方法

说明书

本发明公开了一种电机驱动装置及驱动方法，驱动装置包括：控制器和连接该控制器的占空比转换器、所述占空比转换器的输出连接三相全桥驱动电路；其中，所述控制器包括控制模块和三角波电流触发模块；所述控制模块输出的控制参数、所述电机运行的相电流信息、所述电机运行的工况对应的三角波信息输入到所述三角波电流触发模块；所述三角波电流触发模块的输出信息作为所述占空比转换器的输入信息；相电流是真实的电机三相中的电流，通过安装在电机相的电流传感器采集得到，工况三角波是虚拟的，是根据电机的运行情况由人工设定并输入的。本发明的方法能够降低三相全桥驱动电路的功耗，同时降低电机的能耗。

技术领域

本发明属于电机驱动技术，尤其涉及一种电机驱动装置及驱动方法。

背景技术

电机驱动电路的优化和改进，主要体现在当电机启停、加/减速和稳定运行时，出现电磁干扰或负载发生突变等情况下，驱动电路还能保障电机快速稳定的输出力矩。早期采用RLC滤波器或共模变压器等元器件组成du/dt无源滤波器，过滤差模干扰，抑制共模干扰。设计带自动补偿锁相环的相位超前控制方法，补偿电机电感引起的绕组电流滞后问题。在电机驱动中使用软开关技术实现驱动换相平稳切换。

然后，转矩波动仍然是直流无刷电机面临的主要难题，这种波动源于机械上的齿槽转矩、电动势波形上的缺陷、电源中的电流波动(由于PWM触发波形或磁滞的结果)和换相电流波动，其中除换相时产生的反电动势和电流波动引起的转矩脉动外，由于转速带来的转矩波动可达到平均转矩的50％，并且转矩波动会降低控制性能，产生额外的机械振动和噪音，故转矩波动中的主要问题是解决换相转矩波动。抑制该类波动，在控制算法上可使用调节三相全桥触发波形的PWM占空比，电机电流控制，有限状态模型预计控制等多种控制算法。在电路硬件设计上可采用功率运算放大器提供高速瞬态电压源，在电机非换相阶段提供额外电源，换相时改变母线电压，基于DC-DC转换方式的电路拓扑结构进行换相调压控制等多种方法。

综上各种抑制转矩波动的设计，都确保在电机换相瞬间，可以提供稳定的电源，进而改善电流/电压的峰值，降低噪音干扰，减弱共振，实现电机效率的提高和保持输出转矩的稳定。在机器人关节驱动器实际设计中，期望驱动电路简单小巧，输出功率高，具有抗干扰能力，提高电机驱动效率。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供一种电机驱动装置及驱动方法。

一方面，本发明提供一种电机驱动装置，所述电机驱动装置包括：控制器和连接该控制器的占空比转换器、所述占空比转换器的输出连接三相全桥驱动电路；

其中，所述控制器包括控制模块和三角波电流触发模块；

所述控制模块输出的控制参数、所述电机运行的相电流信息、所述电机运行的工况对应的三角波信息输入到所述三角波电流触发模块；

所述三角波电流触发模块的输出信息作为所述占空比转换器的输入信息。

其中，相电流是真实的电机三相中的电流，通过安装在电机相的电流传感器采集得到。工况三角波是虚拟的，是根据电机的运行情况由人工预先设定并输入的。

可选地，所述三角波电流触发模块具体用于：

根据所述控制参数和所述相电流信息，获取参考电压值；

将所述参考电压值与所述三角波信息进行比较，获取输出信息；

其中，所述输出信息为方形波，所述参考电压值大于等于三角波时，输出为开1，参考电压值小于三角波是，输出为关闭0。

可选地，所述电机为应用于机器人关节的驱动电机。

可选地，所述电机的驱动装置还包括：

并联在三相全桥驱动电路输出端和电机的驱动母线侧的超级电容组。