带电压电流反馈的VVVF直流无刷电机控制方法

摘要

一种带电压电流反馈的VVVF直流无刷电机控制方法，本发明在传统的VVVF控制的基础上，检测电机直流母线电压和相电流作为反馈信号实现系统的闭环控制。在整个压缩机运行过程中，根据频率（转速）给定值调制定子电压空间矢量，调节电压空间矢量的幅值和旋转速度，保持定子旋转磁场的幅值稳定，调节定子旋转磁场和转子磁场之间的夹角，实现电机输出转矩适应压缩机负载转矩变化，省去了电机转子位置和转速测量。本控制方法无需安装速度和位置传感器，控制系统简单易于实现，能使直流无刷电机起动与运行可靠性大大提高，压缩机可以在较大范围内平滑调速和稳定运行。

主权项

1.一种带电压电流反馈的VVVF直流无刷电机控制方法，其特征在于包括以下步骤：a. 确定空调压缩机的机械谐振频率点范围：用VVVF直流无刷电机控制方法起动压缩机，按3Hz/S的加速度增加频率，寻找相电流有效值波动很大且机械震动非常明显的频率，视为机械谐振频率点f_H，并获得机械谐振的频率范围f_H±(2~3)Hz；b. 获得机械谐振频率范围以后，按照3Hz/S增加运行频率，起动压缩机，计算电压空间矢量的幅值和相位角，利用电压反馈、电流反馈调节电压幅值，当增加频率接近机械谐振频率点f_H，以15Hz/S的速率增加运行频率，穿越机械谐振频率范围，加速时段内定子电压空间矢量幅值保持穿越机械谐振频率范围前的电压不变，超越机械谐振频率后，恒定速度运行7～10S直至相电流有效值不变，再按1Hz/S增加频率直至最终达到预设的运行频率；所述计算电压空间矢量幅值和相位角方法为：（1）. 由频率给定值f_R，根据，计算定子电压空间矢量的幅值；式中调制系数初值为1，变化范围为0.5～1.5，调制系数初值为5，变化范围0～10；（2）.根据电压空间矢量脉宽调制周期T和频率给定值f_R，计算一个周期T定子旋转磁场旋转的角度，计算公式为：，从而确定定子电压空间矢量的相位角为：，其中为前一个周期末时刻的相位角；所述电压电流反馈方法为：先按（1）和（2）计算电压空间矢量的幅值和相位角，再将电压空间矢量分解为静止两相坐标系统下的两个分量、，，，、经过空间矢量调制环节得到驱动三相全桥逆变器PWM波形的半周期脉冲宽度，由电流检测电路得到三相电流，任取一相计算其相电流有效值；同时利用电阻分压检测直流母线电压，采用直流母线电压和相电流有效值作为反馈信号来调节调制系数和值，其中，调制系数由直流母线电压调节，调制系数由相电流有效值调节；相电流有效值计算公式为：其中I为相电流有效值，为修正系数，取值范围为0.8～1.2，为频率给定值，为PWM周期，N为一个周期相电流的采样点数，，，分别为第2k-1、2k次采样点的相电流采样值，为k=0时相电流采样值，为k=N/2时相电流采样值。