基于六管全桥逆变器的两相无刷直流电机矢量控制方法

摘要

本发明公开了一种基于六管全桥逆变器的两相无刷直流电机矢量控制方法，本发明针对两相无刷直流电机的驱动电路采用H桥逆变器电压利用率低，而采用双H桥逆变器成本提高的问题，将六管全桥逆变器应用到两相电机的控制系统中，通过矢量控制实现电机的转速控制和电流控制。本发明在不改变两相无刷直流电机的结构及六管全桥逆变器硬件控制电路的情况下，选取合适的电压矢量对两相无刷直流电机进行控制，拓宽了两相无刷直流电机的应用场合，降低了两相无刷直流电机控制系统的成本，提高了控制电路的灵活性。

主权项

一种基于六管全桥逆变器的两相无刷直流电机矢量控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)信号采集：假设两相无刷直流电机A相绕组反电势超前B相绕组90度电角度，将A相绕组首端连接在六管全桥逆变器第一个桥臂的中点，B相绕组首端连接在逆变器第三个桥臂的中点，将A相末端和B相末端相连后连接在第二个桥臂的中点；从A相和B相的首端采集电流信号i_α和i_β。(2)闭环控制：将步骤(1)采集到的电流信号i_α和i_β及由霍尔信号计算得到的电机速度与角度信号输入一个速度电流双闭环控制系统，得到α‑β坐标系中的控制量U_α和U_β。(3)SVPWM调制：根据六管全桥逆变器三对开关管的导通方式，得到A相和B相的相电压U_a和U_b，然后令得到六个非零电压矢量的幅值与方向。将这些电压矢量放在一个平面直角坐标系中，得到电压矢量扇区分布为一个不均匀的六边形：u(100)、u(001)、u(011)、u(110)四个电压矢量幅值相等，分别分布在x轴正向、y轴正向、x轴负向，y轴负向；u(101)、u(010)两个电压矢量的幅值为u(100)幅值的倍，方向分别位于第一、三象限的角平分线上。根据每次开关管切换时只有一对开关管切换的原则，得到各个扇区内主辅矢量的选择。然后根据步骤(2)得到的控制量U_α和U_β确定电压矢量所处扇区，根据实际电压矢量在一个PWM周期内作用的效果与主辅矢量在该区间内的作用效果等效的原则计算主辅矢量的作用时间，完成SVPWM调制过程。