[发明专利]一种直流无刷电机电枢等效电阻电感测量方法

说明书

本发明公开了一种直流无刷电机电枢等效电阻电感测量方法，包括有电机驱动电路、无刷直流电机、阻容网络和频率特性分析仪，电机驱动电路外接阻容网络，电流控制器由外接阻容网络不同的电阻电容元件组合方式设计，采用频率分析仪对电机电流闭环频率特性测试，绘制频率特性曲线，根据实测电流闭环频率特性曲线进行数学拟合，将拟合后的数学表达式与理论分析所得进行比较，间接测量电机电枢的等效电阻和等效电感，电机电枢等效电阻和电感间接测量即可对电机电流环进行频域设计。本发明可实现无刷直流电机电流环的精确设计、实现电机直驱扫描镜的高精度控制，削弱电机反电动势对电流环的不利影响，以及提高电流环的控制闭环带宽。

技术领域

本发明涉及直流无刷电机，尤其涉及一种应用于驱动空间光学遥感器扫描镜的直流无刷电机电枢的等效电阻电感测量方法。

背景技术

空间光学遥感器在轨道摄像工作期间，为了完成对地面景物的扫描观测，需要通过光学成像系统中扫描镜的运动来实现。由于空间环境下电子学系统的可靠性要求，扫描镜通常由无刷直流电机进行驱动。相较于有刷电机，无刷直流电机不使用机械结构换向电刷而使用电子换向器，保证了在换向时不会产生火花，同时能够获得更好的转矩特性和动态响应能力。而无刷电机的定子电枢绕组为三相绕组，需要实时根据电机定子中镶嵌的三个霍尔传感器产生的电平时序来判断转子的位置，并通过三相桥式驱动电路对定子电枢绕组进行通电，进而驱动电机转动。无刷直流电机的电枢等效电阻和等效电感不同于有刷电机，有刷电机的电枢电阻和电感直接等于出线端的线圈电阻和线圈电感，且静态与动态基本不变。而无刷直流电机则不同，其电枢等效电阻为线圈电阻、开关管开关电阻、换向电阻三部分之和，且静态与动态不相同，静态只能测出出线端的线圈电阻和电感，动态测出的是三部分电阻之和，故动态电阻比静态电阻常常大数倍，且测试困难。

目前，无刷直流电机的控制主要常采用三闭环的控制策略，由内到外分别为电流环、速度环和位置环。在电流环的设计中，通常以电机电枢的等效电阻和等效电感作为被控对象，利用电流传感器对电机三相电流进行采集，并采用古典控制理论中的频域分析方法完成控制系统设计，进而将三相电机的控制等效为单相电机的控制。然而，为了精确的设计电流环的控制带宽，降低反电动势对系统的扰动，传统控制方法需要精准的被控对象控制模型，由此可见，现有技术中亟需一种能够实现无刷直流电机电流环的精确设计，并实现电机直驱扫描镜高精度控制的方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种直流无刷电机电枢等效电阻电感测量方法，用以实现无刷直流电机电流环的精确设计、实现电机直驱扫描镜的高精度控制，进而完成电机电流环依据频域分析方法的精确设计，削弱电机反电动势对电流环的不利影响，以及提高电流环的控制闭环带宽。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案。