[实用新型]一种采用无传感器双环启动技术的永磁同步电机控制系统

说明书

本实用新型公开了一种采用无传感器双环启动技术的永磁同步电机控制系统，控制系统包括主控机构和永磁同步电机驱动器；所述主控机构包括依次连接的单项交流电源、二极管整流桥、直流升压电路和三相逆变桥，三相逆变桥的输出端与永磁同步电机的相连；所述永磁同步电机驱动器包括DSP控制板以及分别与其电连接的供电电源电路、通讯电路、PWM驱动电路和信号采集电路，供电电源电路DSP控制板提供直流电，所述通讯电路实现与外部主机的通讯。本实用新型启动技术简单有效，无需添加任何硬件电路，能够有效代替电机无传感器的单环启动方式，避免其启动过程中存在的冲击电流、转矩不平衡等现象的发生，实现电机无传感器下的转速电流双环启动。

技术领域

本实用新型属于永磁同步电机控制领域，具体涉及一种采用无传感器双环启动技术的永磁同步电机控制系统。

背景技术

永磁同步电机因具有功率密度高、转矩性能优良、易于维护等优点，广泛应用于伺服系统、工业控制等领域。现在很多永磁同步电机都采用无位置传感器的控制方式，虽然降低了电机成本和安装难度，提高了系统的可靠性，但是无传感器控制方式也存在一定的局限性。

无传感器控制方式通常采用滑模观测器的检测方法，由于滑模观测器是通过检测电机反电势计算转子位置角，因此在电机静止状态下滑模观测器无法准确估算转子位置，因而电机无法自行启动。为解决该问题，通常采用 V/F(输出电压/频率)或I/F(电流/频率)的方式，先将电机带到一定转速，在此转速下滑模观测器能准确估算转子位置和速度后，再切换到转速电流的控制方式中。不过无论采用何种方式启动，都需要由单电流环向转速电流双环的控制方式切换，由于切换前后电机的电流、转子位置角度存在较大差异，即使采用平滑的切换方式，也无法避免切换过程中冲击电流、转矩不平衡等现象的发生，甚至存在切换失败情况。为了避免此种情况发生，有的方法首先采用基于脉振高频电压注入法的控制方式完成电机双环启动，等到达一定转速后再切换到基于滑模观测器的方式中，虽然效果良好，不过该种方式扔存在算法复杂、运算量大的缺点。

实用新型内容

本实用新型是为了克服现有技术中存在的缺点而提出的，其目的是提供一种采用无传感器双环启动技术的永磁同步电机控制系统。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种采用无传感器双环启动技术的永磁同步电机控制系统，包括主控机构和永磁同步电机驱动器；所述主控机构包括依次连接的单项交流电源、二极管整流桥、直流升压电路和三相逆变桥，三相逆变桥的输出端与永磁同步电机的相连；所述永磁同步电机驱动器包括DSP控制板以及分别与其电连接的供电电源电路、通讯电路、PWM驱动电路和信号采集电路，供电电源电路DSP控制板提供直流电，所述通讯电路实现与外部主机的通讯。

在上述技术方案中，所述单项交流电源的火线端与二极管整流桥之间串联交流保险丝，其零线端与二极管整流桥之间串联平波电抗器。

在上述技术方案中，所述直流升压电路的两输出端之间串联母线电容。

在上述技术方案中，所述直流升压电路的一个输出端与三相逆变桥的一个输入端之间串联直流保险丝。

在上述技术方案中，所述二极管整流桥由四个二极管D1～D4组成，上桥臂的二极管为D1、D3，下桥臂的二极管为D2、D4，其中二极管D1的正极与二极管D2的负极连接构成一个桥臂，二极管D3的正极与二极管D4 的负极连接构成一个桥臂。

在上述技术方案中，所述直流升压电路包括MOS管T1以及分别与其漏极连接的电感BTL和二极管BTD，电感BTL另一端接电压输入端，二极管BTD的阴极接电压输出端，MOS管T1的源极接地，MOS管T1的栅极驱动信号由PWM驱动电路产生。