一種無傳感器無刷直流電機(jī)的軟起動控制裝置制造方法
【專利摘要】一種無傳感器無刷直流電機(jī)的軟起動控制裝置，是一種能夠用來對無刷直流電機(jī)進(jìn)行基于無位置傳感器算法的電流可控起動和高精度轉(zhuǎn)速控制的裝置，其主要包括系統(tǒng)供電模塊、FPGA模塊、接口電路模塊、反電動勢檢測模塊、直流調(diào)制模塊以及逆變模塊。該裝置在起動時通過直流調(diào)制模塊控制電機(jī)繞組電流，同時通過反電動勢檢測電路獲取電機(jī)轉(zhuǎn)子位置信號，然后FPGA模塊根據(jù)相關(guān)控制算法對三相橋式逆變電路進(jìn)行PWM調(diào)制，最終實現(xiàn)基于無位置傳感器算法的無刷直流電機(jī)的高精度轉(zhuǎn)速控制。該發(fā)明不僅具備無刷直流電機(jī)高轉(zhuǎn)速情況下的無位置傳感器高精度控制能力，而且在電機(jī)起動過程中實現(xiàn)了繞組電流完全可控，尤其適用于小電樞電感的高速無刷直流電機(jī)。
【專利說明】一種無傳感器無刷直流電機(jī)的軟起動控制裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無傳感器無刷直流電機(jī)的軟起動控制裝置，用于對無傳感器無刷直流電機(jī)的高精度控制，具有起動電流可控以及外部掉電異常處理的功能，特別適用于低壓大功率場合下，小電樞電感的高速無刷直流電機(jī)無位置傳感器控制。另外，這種控制裝置也同樣適用于感應(yīng)電機(jī)或永磁同步電機(jī)的軟起動與變頻調(diào)速控制。
【背景技術(shù)】
[0002]在工業(yè)領(lǐng)域中，鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、電動機(jī)床主軸等電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。和直流電機(jī)、感應(yīng)電機(jī)等其他類型電機(jī)相比，永磁無刷直流電機(jī)具有能量密度高、控制簡單、維護(hù)方便等特點，可以通過直接驅(qū)動負(fù)載省掉變速箱以及附帶的冷卻與潤滑裝置，提升設(shè)備性能和可靠性，是調(diào)速系統(tǒng)中理想的電機(jī)類型。
[0003]現(xiàn)有的無刷直流電機(jī)根據(jù)獲取轉(zhuǎn)子位置的方式可以分為有位置傳感器控制方式和無位置傳感器控制方式。同前者相比，無位置傳感器控制方式雖然增加了控制算法的復(fù)雜程度，但是具有可靠性高、控制精度高、成本低等優(yōu)點。工業(yè)中成熟應(yīng)用的無傳感器無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)主要是基于反電動勢檢測的無傳感器控制算法:通過檢測反電動勢信號獲取轉(zhuǎn)子位置信號進(jìn)行無刷直流電機(jī)的控制。在起動階段必須通過外部給定電壓，將轉(zhuǎn)子進(jìn)行強制定位，然后通過控制相繞組的電壓與頻率，在反電動勢幅值達(dá)到一定轉(zhuǎn)速后切換至閉環(huán)位置檢測。這種方法由于整個起動階段無法準(zhǔn)確獲知轉(zhuǎn)子位置信息，也無法直接控制電機(jī)電流和起動轉(zhuǎn)矩，導(dǎo)致電機(jī)起動電流較大。另外，工業(yè)低壓大功率調(diào)速領(lǐng)域中，永磁無刷直流電機(jī)電樞電感通常較小，傳統(tǒng)“交-直-交”的控制結(jié)構(gòu)將母線電壓直接加至電機(jī)繞組，由于沒有反電動勢進(jìn)行平衡，導(dǎo)致起動電流瞬間極大，對電網(wǎng)以及電機(jī)都造成沖擊。另外，電機(jī)初始階段無法控制起動力矩，對于轉(zhuǎn)動慣量較大且負(fù)載轉(zhuǎn)矩較大的場合起動較為困難，大大增加了無傳感器無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)的調(diào)試難度。降低電機(jī)起動電流可以采用軟起動器進(jìn)行控制?，F(xiàn)有的軟起動器控制裝置主要采用晶閘管相控整流的方式，通過調(diào)節(jié)逆變器前的母線電壓實現(xiàn)各種軟起動功能，廣泛應(yīng)用于如感應(yīng)電機(jī)、永磁同步電機(jī)、無刷直流電機(jī)等調(diào)速系統(tǒng)中。但是這種方法需要專門的驅(qū)動電路板以及晶閘管，增加了系統(tǒng)成本和復(fù)雜程度。另外，對于無傳感器無刷直流電機(jī)系統(tǒng)中，軟起動器通常只是控制母線電壓，雖然能夠降低電機(jī)起動電流，但是沒有辦法直接控制電機(jī)轉(zhuǎn)矩。在電機(jī)負(fù)載較大或者轉(zhuǎn)動慣量較大的場合，現(xiàn)有的無傳感器無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)對于電機(jī)的起動控制仍然較為困難，大大增加了系統(tǒng)調(diào)試難度。
[0004]因此，直接控制電機(jī)起動電流一方面可以限制電機(jī)起動電流,減小對電網(wǎng)的沖擊，另一方面也能夠控制電機(jī)的起動力矩，從而更好的適應(yīng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)動慣量較大的場合，降低調(diào)試復(fù)雜程度，將無刷直流電機(jī)的無位置傳感器控制應(yīng)用拓展到更廣的范圍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的技術(shù)解決問題:克服現(xiàn)有基于反電動勢檢測法的無傳感器無刷直流電機(jī)的“交-直-交”功率拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制算法在電機(jī)起動過程中，進(jìn)行轉(zhuǎn)子強制定位以及升頻升壓電壓時，起動電流大，起動力矩不可控的缺點，提出一種基于FPGA的無傳感器無刷直流電機(jī)軟起動控制裝置。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)解決方案:一種無傳感器無刷直流電機(jī)的軟起動控制裝置，包括:
[0007]系統(tǒng)供電模塊3:由三相整流橋2輸出的直流母線電壓提供輸入，輸出5V，±15V以及15V與FPGA模塊19以及接口電路模塊13相連接，作為軟起動控制裝置的電源，同時，在外部交流電源模塊1失效時，能夠?qū)㈦娫词盘杺魉徒oFPGA模塊19，利用永磁電機(jī)9制動時通過三相逆變橋7回饋至直流母線上電容的電能完成電機(jī)系統(tǒng)掉電異常處理；
[0008]直流調(diào)制模塊5:與電容充電限流裝置4和逆變模塊8相接，用于在永磁電機(jī)9起動時進(jìn)行電流控制，向逆變模塊8提供可控的電流輸入，同時完成永磁電機(jī)9起動與額定運行兩種不同狀態(tài)之間的切換和監(jiān)控；
[0009]逆變模塊8:與直流調(diào)制模塊5、接口電路模塊13及永磁電機(jī)9相接，用于按照接口電路模塊13輸出的PWM信號，將直流調(diào)制模塊5輸入的直流電流或電壓信號進(jìn)行逆變，為永磁電機(jī)9繞組提供交流電壓；所述逆變模塊8由再生制動模塊6、三相逆變橋模塊7及驅(qū)動電路10組成，其中驅(qū)動電路模塊10將接口電路模塊13輸出的PWM信號進(jìn)行放大后一方面驅(qū)動三相逆變橋模塊7完成逆變功能，另一方面驅(qū)動再生制動模塊6用于再生能量消耗；
[0010]反電動勢檢測模塊12:與接口電路模塊13和永磁電機(jī)9相接，對永磁電機(jī)9中的A、B、C三相繞組的反電動勢信號進(jìn)行調(diào)理與濾波的預(yù)處理，得到含有轉(zhuǎn)子位置信息的初始檢測信號傳送至接口電路模塊13進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換；
[0011]接口電路模塊13:由電平轉(zhuǎn)換電路17、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路16、信號隔離電路15和電流傳感器接口電路14組成，其中電流傳感器接口電路14和電平轉(zhuǎn)換電路17分別將電流傳感器模塊11輸出的電流信號和反電動勢調(diào)理模塊12輸出的轉(zhuǎn)子位置信號通過模數(shù)轉(zhuǎn)換電路16進(jìn)行調(diào)理與電平轉(zhuǎn)換后輸入給FPGA模塊19，同時FPGA模塊19輸出的PWM控制信號通過電平轉(zhuǎn)換電路17和信號隔離電路15輸出至直流調(diào)制模塊5和逆變模塊8 ；
[0012]FPGA模塊19:由FPGA芯片18、配置芯片22、外擴(kuò)SRAM20及外擴(kuò)FLASH21組成，其中配置芯片22通過串行總線在整個裝置上電時將控制程序配置到FPGA芯片18中，外擴(kuò)SRAM20和外擴(kuò)FLASH21通過并行總線與FPGA芯片18進(jìn)行連接，在運行時作為程序與數(shù)據(jù)存儲器；所述FPGA芯片18通過接口電路模塊13接收模數(shù)轉(zhuǎn)換后的電流和反電動勢信號，并且將控制信號進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換和隔離，實現(xiàn)無傳感器無刷直流電機(jī)的軟起動控制算法以及基于反電動勢自適應(yīng)濾波的高精度轉(zhuǎn)速控制；FPGA芯片18集成有軟起動算法模塊、自適應(yīng)濾波算法模塊、模型變結(jié)構(gòu)控制算法模塊和異常掉電故障處理模塊，其中軟起動算法模塊完成電機(jī)的可控電流起動功能，并且實時將檢測到的電機(jī)轉(zhuǎn)速ω和相電流Ιχ輸送給模型變結(jié)構(gòu)控制算法模塊；自適應(yīng)濾波算法模塊根據(jù)當(dāng)前的轉(zhuǎn)速ω以及軟起動算法模塊估
計的轉(zhuǎn)子位置Θ進(jìn)行自適應(yīng)濾波，得到精確的轉(zhuǎn)子位置$ ;模型變結(jié)構(gòu)控制算法模塊根據(jù)
電機(jī)轉(zhuǎn)速ω、相電流Ιχ以及估算的轉(zhuǎn)子位置沒，進(jìn)行參數(shù)辨識，并采用極點配置的方法進(jìn)行電機(jī)電流PI調(diào)節(jié)器設(shè)計，將設(shè)計出的PI調(diào)節(jié)器的比例和積分參數(shù)Kp、Ki實時反饋回軟起動算法模塊，當(dāng)切換掉直流調(diào)制模塊時，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)發(fā)生較大變化，根據(jù)當(dāng)前電機(jī)運行狀態(tài)重新設(shè)計PI調(diào)節(jié)器，更新相關(guān)的比例、積分參數(shù)，完成模型變結(jié)構(gòu)控制；電源異常掉電時，異常掉電處理模塊進(jìn)行現(xiàn)場數(shù)據(jù)保存，控制逆變器回饋制動功能，并將異常信號傳送給模型變結(jié)構(gòu)算法模塊。
[0013]所述FPGA芯片18采用EP3C40Q240芯片作為控制核心芯片。
[0014]所述FPGA模塊19采用片上系統(tǒng)SOPC的方法實現(xiàn)了兩個32_bit軟核處理器:其中一個微處理器負(fù)責(zé)完成系統(tǒng)的外部通訊和狀態(tài)監(jiān)測；另一個微處理器負(fù)責(zé)系統(tǒng)的起動控制算法、模型變結(jié)構(gòu)控制算法、穩(wěn)速高精度控制算法以及反電動勢自適應(yīng)濾波算法，兩片軟核處理器之間采用片內(nèi)并行總線連接。
[0015]所述的外部交流電源模塊I失效時，電機(jī)進(jìn)入發(fā)電機(jī)模式，F(xiàn)PGA模塊19通過逆變橋?qū)崟r控制電機(jī)三相的導(dǎo)通順序，對電機(jī)進(jìn)行回饋控制，此時系統(tǒng)供電模塊3持續(xù)能夠正常工作，完成對于系統(tǒng)的供電，實現(xiàn)掉電異常處理。
[0016]所述軟起動算法模塊實現(xiàn)過程為:
[0017](I)控制電機(jī)兩相繞組導(dǎo)通，使用PI調(diào)節(jié)器根據(jù)相電流檢測值IX，通過控制直流調(diào)制模塊使繞組電流達(dá)到預(yù)設(shè)值；
[0018](2)根據(jù)預(yù)設(shè)的電機(jī)參數(shù)估計出在當(dāng)前恒定電流條件下電機(jī)的加速時間，并依此進(jìn)行繞組的換相，完成基于恒流變頻的無傳感器無刷直流電機(jī)的外同步起動；
[0019](3)通過反電動勢檢測電路對電機(jī)的反電動勢過零點信號進(jìn)行實時檢測，當(dāng)電機(jī)達(dá)到一定轉(zhuǎn)速即從外同步切換至依賴反電動勢過零點信號的位置信息檢測；
[0020](4)電機(jī)電流達(dá)到預(yù)設(shè)值時，為降低系統(tǒng)損耗旁路掉直流調(diào)制模塊，系統(tǒng)控制模型發(fā)生變化。此時，根據(jù)模型變結(jié)構(gòu)算法模塊計算出的結(jié)果，實時更新控制器的結(jié)構(gòu)參數(shù)，保證系統(tǒng)的性能要求，實現(xiàn)無傳感器無刷直流電機(jī)的軟起動功能。
[0021 ] 所述自適應(yīng)濾波算法模塊實現(xiàn)過程為:
[0022](I)根據(jù)軟起動算法輸入的轉(zhuǎn)速ω和反電動勢檢測電路參數(shù)實時計算對應(yīng)的延時角度Q1;
[0023](2)根據(jù)軟起動算法輸入的轉(zhuǎn)速ω和預(yù)輸入的電機(jī)電感和電阻參數(shù)估算出延時角度θ2 ;
[0024](3)將θ” θ2以及預(yù)設(shè)的軟件計算延時03和反電勢信號檢測的轉(zhuǎn)子位置Θ進(jìn)行綜合，即得到濾波后的轉(zhuǎn)子位置=-氏。
[0025]所述模型變結(jié)構(gòu)控制算法模塊實現(xiàn)過程為:
[0026](I)首先利用最小二乘法進(jìn)行定周期的系統(tǒng)參數(shù)濾波，根據(jù)當(dāng)前電機(jī)的繞組電流Ix和轉(zhuǎn)速ω估計出電機(jī)繞組的電感、電阻值；
[0027](2)根據(jù)實際估計的電感、電阻值對電機(jī)模型進(jìn)行調(diào)整，采用極點配置的方法進(jìn)行PI調(diào)節(jié)器設(shè)計，根據(jù)設(shè)計出的參數(shù)來實時更新軟起動算法模塊中的PI調(diào)節(jié)器的比例積分參數(shù)Kp、Ki ；
[0028](3)控制系統(tǒng)旁路掉直流調(diào)制模塊時，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)發(fā)生較大變化，此時根據(jù)當(dāng)前的電流、轉(zhuǎn)速狀態(tài)，設(shè)計新結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)器，更新軟起動算法模塊中PI調(diào)節(jié)器的器比例、積分參數(shù)，以滿足系統(tǒng)的性能要求，實現(xiàn)模型變結(jié)構(gòu)控制。
[0029]所述異常掉電故障處理模塊實現(xiàn)過程為:
[0030](I)保存現(xiàn)場參數(shù)，將繞組電流Ix、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速ω、目標(biāo)轉(zhuǎn)速以及PI調(diào)節(jié)器Kp、Ki當(dāng)前的系統(tǒng)狀態(tài)與控制參數(shù)，存儲至外擴(kuò)Flash模塊中；
[0031](2)關(guān)閉控制系統(tǒng)除直流調(diào)制系統(tǒng)外的所有PWM信號，給出故障信號，永磁電機(jī)反電動勢電能通過逆變器回饋至電容，為系統(tǒng)供電模塊供電。
[0032]本發(fā)明的原理:電機(jī)起動時，F(xiàn)PGA芯片調(diào)節(jié)直流調(diào)制模塊，利用電流傳感器檢測對電機(jī)相電流完成閉環(huán)控制，限制起動電流，實現(xiàn)起動力矩可控的無傳感器無刷直流電機(jī)軟起動。同時系統(tǒng)反電動勢檢測電路實時監(jiān)測反電動勢信號，在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速達(dá)到適當(dāng)程度時，進(jìn)行無位置傳感器控制算法的閉環(huán)切換。此時FPGA芯片開始執(zhí)行電機(jī)的電流、轉(zhuǎn)速的雙閉環(huán)控制，其中電機(jī)轉(zhuǎn)速通過反電動勢檢測信號由FPGA芯片的測速模塊進(jìn)行估計。當(dāng)電機(jī)相電流達(dá)到預(yù)定幅值，為了節(jié)省損耗，直流調(diào)制單元完成起動環(huán)節(jié)至正常運行環(huán)節(jié)的切換，同時FPGA芯片執(zhí)行模型變結(jié)構(gòu)的控制算法，保證控制系統(tǒng)在切換過程中的穩(wěn)定性。在電機(jī)中高速運行階段，為了降低電阻、電感等模型參數(shù)以及電流、轉(zhuǎn)速等運行狀態(tài)對于反電動勢信號檢測的影響，F(xiàn)PGA芯片開始執(zhí)行自適應(yīng)濾波模塊，保證轉(zhuǎn)子位置估計的精度。控制系統(tǒng)與外界的通訊算法則由FPGA芯片內(nèi)部例化的32位軟核處理器并行完成，保證控制算法的實時性。系統(tǒng)供電裝置時刻檢測外部供電，當(dāng)出現(xiàn)異常掉電時，通過整流回饋保證系統(tǒng)完成故障處理與現(xiàn)場數(shù)據(jù)存儲。FPGA芯片輸出的PWM信號通過接口模塊與高速光耦來完成信號隔離，并輸送至直流調(diào)制模塊和逆變模塊，完成控制信號的放大。
[0033]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點在于:本發(fā)明通過改進(jìn)傳統(tǒng)無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)“交-直-交”的功率拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在起動過程中采用直流調(diào)制模塊直接控制電機(jī)起動電流，實現(xiàn)無傳感器無刷直流電機(jī)的軟起動控制；在中高速運行時則切換普通PWM控制，降低直流損耗。為了降低系統(tǒng)參數(shù)漂移和運行狀態(tài)的影響，系統(tǒng)采用反電動勢信號的自適應(yīng)濾波算法，實現(xiàn)了無傳感器無刷直流電機(jī)的高精度調(diào)速控制。與現(xiàn)有的無刷直流電機(jī)所采用的控制器相比具有以下特點:
[0034](I)和廣泛使用的基于反電動勢檢測方法的無傳感器無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)相t匕，本發(fā)明具有明顯的優(yōu)點:系統(tǒng)在電機(jī)起動時，利用電流傳感器實時監(jiān)控直流母線電流，采用基于PI調(diào)節(jié)器的PWM算法控制直流調(diào)制模塊，實現(xiàn)對于電機(jī)相電流幅值的完全可控操作，大大降低電機(jī)起動對于電網(wǎng)的沖擊。另外通過調(diào)節(jié)電機(jī)起動力矩可以使系統(tǒng)適應(yīng)負(fù)載力矩和轉(zhuǎn)動慣量更大的場合，降低了系統(tǒng)調(diào)試復(fù)雜度，拓展了應(yīng)用范圍，尤其適用于低壓大功率場合下的小電樞電感高速無刷直流電機(jī)控制。
[0035](2)本發(fā)明采用了大容量FPGA作為主控制芯片，其中無傳感器自適應(yīng)濾波控制算法采用獨立模塊并行實現(xiàn)，隨時可以進(jìn)行轉(zhuǎn)子位置估計，同傳統(tǒng)無傳感器控制算法相比，降低了系統(tǒng)模型參數(shù)漂移對于反電勢法的影響，大大減少了系統(tǒng)的控制延時，提高了無傳感器無刷直流電機(jī)的控制精度。
[0036](3)本發(fā)明中的供電裝置，通過實時監(jiān)控三相交流主電源，在掉電時主控制系統(tǒng)對電機(jī)進(jìn)行回饋控制，將母線電壓穩(wěn)定在系統(tǒng)供電模塊正常工作范圍內(nèi)，從而實現(xiàn)了系統(tǒng)主電源掉電檢測與異常處理功能，大大提高了整個系統(tǒng)的可靠性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0037]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)組成框圖；
[0038]圖2為本發(fā)明的控制原理框圖；[0039]圖3為本發(fā)明的單個通道的電流傳感器接口電路；
[0040]圖4為本發(fā)明的單個通道的反電動勢檢測信號接口電路；
[0041]圖5為本發(fā)明的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片電路；
[0042]圖6為本發(fā)明直流調(diào)制模塊電路；
[0043]圖7為本發(fā)明的單個通道高速光電隔離電路、脈沖驅(qū)動電路和三相橋式逆變電路的電路圖；
[0044]圖8為本發(fā)明的過流保護(hù)信號產(chǎn)生電路；
[0045]圖9為本發(fā)明的FPGA芯片與外擴(kuò)的SRAM和FLASH芯片信號連接的電路圖；
[0046]圖10為本發(fā)明的控制流程圖。
【具體實施方式】
[0047]如圖1所示，本發(fā)明主要由三相交流電源模塊1、三相整流模塊2、系統(tǒng)供電模塊
3、電容充電限流裝置4、直流調(diào)制模塊5、逆變模塊8、無刷直流電機(jī)9、電流傳感器11、反電動勢檢測模塊12、接口電路模塊13及FPGA模塊19組成。其中逆變模塊8包括三相逆變橋7、再生制動模塊6以及驅(qū)動電路10 ;接口電路模塊13包括電平轉(zhuǎn)換電路17、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路16、信號隔離電路15及電流傳感器接口電路14 ;FPGA模塊19包括FPGA芯片18、外擴(kuò)Flash存儲器21、外擴(kuò)SRAM存儲器20以及配置芯片22。電機(jī)起動時，系統(tǒng)首先通過接口電路模塊13和直流調(diào)制模塊5，監(jiān)控直流母線電流，然后根據(jù)電流給定值通過PI控制進(jìn)行PWM閉環(huán)控制直流調(diào)制模塊5。同時根據(jù)反電動勢檢測模塊12和接口電路模塊13實時檢測電機(jī)轉(zhuǎn)子位置，電機(jī)加速至預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速時即可切換至無傳感器無刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子閉環(huán)檢測。電機(jī)繼續(xù)加速至設(shè)定轉(zhuǎn)速過程中，電流達(dá)到設(shè)定值時，可以將直流調(diào)制模塊5切換掉，降低開關(guān)損耗。此時，系統(tǒng)執(zhí)行正常的電流、轉(zhuǎn)速雙閉環(huán)PI控制算法，對轉(zhuǎn)子位置調(diào)理信號實時進(jìn)行數(shù)字濾波和補償，實現(xiàn)電機(jī)的無位置傳感器算法；根據(jù)上位機(jī)給定，結(jié)合電流采樣信號進(jìn)行PWM調(diào)制；根據(jù)反電動勢調(diào)理信號進(jìn)行高精度轉(zhuǎn)速估計；電機(jī)相電流超過限制時對PWM信號進(jìn)行處理，保護(hù)功率模塊；母線電壓超過限制時對再生制動模塊5進(jìn)行控制，消耗再生能量；實現(xiàn)電機(jī)起動和額定運行時的模型變結(jié)構(gòu)控制算法；系統(tǒng)供電模塊3由母線提供輸入電壓，為整個控制裝置提供高精度電源。在外部交流電源模塊1失效時，能夠?qū)⑹盘杺魉徒oFPGA模塊19，系統(tǒng)控制電機(jī)進(jìn)行回饋制動，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能完成掉電異常處理。
[0048]如圖2所示，給出了本發(fā)明的控制原理，F(xiàn)PGA模塊控制電流信號的檢測、電機(jī)反電動勢信號的檢測與轉(zhuǎn)子位置估計，主要控制算法包括軟起動算法模塊、自適應(yīng)濾波算法模塊、模型變結(jié)構(gòu)控制算法模塊和異常掉電故障處理模塊。軟起動算法模塊是系統(tǒng)的主功能軟件模塊，主要完成電機(jī)的可控電流起動功能，并且實時將檢測到的電機(jī)轉(zhuǎn)速ω和相電流Ix輸送給模型變結(jié)構(gòu)控制算法模塊。首先，控制電機(jī)兩相繞組導(dǎo)通，使用ΡΙ調(diào)節(jié)器根據(jù)相電流檢測值Ix，通過控制直流調(diào)制模塊使繞組電流達(dá)到預(yù)設(shè)值；然后，根據(jù)預(yù)設(shè)的電機(jī)參數(shù)估計出在當(dāng)前恒定電流條件下電機(jī)的加速時間，并依此進(jìn)行繞組的換相，完成基于恒流變頻的無傳感器無刷直流電機(jī)的外同步起動；其次，通過反電動勢檢測電路對電機(jī)的反電動勢過零點信號進(jìn)行實時檢測，當(dāng)電機(jī)達(dá)到一定轉(zhuǎn)速即從外同步切換至依賴反電動勢過零點信號的位置信息檢測；最后，電機(jī)電流達(dá)到預(yù)設(shè)值時，為降低系統(tǒng)損耗旁路掉直流調(diào)制模塊，系統(tǒng)控制模型發(fā)生變化。此時，根據(jù)模型變結(jié)構(gòu)算法模塊計算出的結(jié)果，實時更新控制器的結(jié)構(gòu)參數(shù)，保證系統(tǒng)的性能要求，實現(xiàn)無傳感器無刷直流電機(jī)的軟起動功能。
[0049]自適應(yīng)濾波算法模塊，根據(jù)當(dāng)前的轉(zhuǎn)速ω以及軟起動算法模塊估計的轉(zhuǎn)子位置
Θ進(jìn)行自適應(yīng)濾波，得到較為精確的轉(zhuǎn)子位置0。首先，根據(jù)軟起動算法輸入的轉(zhuǎn)速ω和
反電動勢檢測電路參數(shù)實時計算對應(yīng)的延時角度G1 ;然后，根據(jù)軟起動算法輸入的轉(zhuǎn)速ω和預(yù)輸入的電機(jī)電感和電阻參數(shù)估算出延時角度θ2;最后，將θ” θ2以及預(yù)設(shè)的軟件計算延時93和反電勢信號檢測的轉(zhuǎn)子位置Θ進(jìn)行綜合，即可得到濾波后的轉(zhuǎn)子位置θ = β-βι-02-θ3 。
[0050]模型變結(jié)構(gòu)控制算法模塊根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速ω、相電流Ix以及估算的轉(zhuǎn)子位置β進(jìn)
行系統(tǒng)參數(shù)辨識，完成控制器設(shè)計，將參數(shù)Kp、Ki實時反饋回軟起動算法模塊。當(dāng)系統(tǒng)切換掉直流調(diào)制模塊時，進(jìn)行控制器切換，完成模型變結(jié)構(gòu)控制。首先，利用最小二乘法進(jìn)行定周期的系統(tǒng)參數(shù)濾波，根據(jù)當(dāng)前電機(jī)的繞組電流Ix和轉(zhuǎn)速ω估計出電機(jī)繞組的電感、電阻值；然后，根據(jù)實際估計的電感、電阻值對電機(jī)模型進(jìn)行調(diào)整，采用極點配置的方法進(jìn)行PI調(diào)節(jié)器設(shè)計，定時更新軟起動算法模塊中的Kp、Ki參數(shù)；最后，控制系統(tǒng)旁路掉直流調(diào)制模塊時，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)發(fā)生較大變化，此時根據(jù)當(dāng)前的電流、轉(zhuǎn)速狀態(tài)，設(shè)計新結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)器，更新軟起動算法模塊的控制參數(shù)，以滿足系統(tǒng)的性能要求，實現(xiàn)模型變結(jié)構(gòu)控制。
[0051]系統(tǒng)電源異常掉電時，異常掉電處理模塊進(jìn)行現(xiàn)場數(shù)據(jù)保存，控制逆變器回饋制動等功能，并將異常信號傳送給模型變結(jié)構(gòu)算法模塊。首先，將繞組電流Ix、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速ω、目標(biāo)轉(zhuǎn)速ω %以及控制器Kp、Ki等當(dāng)前的系統(tǒng)狀態(tài)與控制參數(shù)，存儲至外擴(kuò)Flash模塊中；然后，關(guān)閉控制系統(tǒng)除直流調(diào)制系統(tǒng)外的所有PWM信號，給出故障信號，永磁電機(jī)反電動勢電能通過逆變器回饋至電容，為系統(tǒng)供電模塊供電。沒有采用軟起動技術(shù)的無傳感器無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)的起動電流一般為電機(jī)額定電流的2?3倍，驅(qū)動功率等級為35kW、額定電流75A的低壓無刷直流電機(jī)，起動電流達(dá)到150?200A，若采用本發(fā)明的軟起動裝進(jìn)行控制，電機(jī)的起動電流可以降低至5A，從而實現(xiàn)電機(jī)系統(tǒng)的平滑起動。當(dāng)系統(tǒng)外部主電源出現(xiàn)故障時，控制系統(tǒng)獲得由系統(tǒng)供電模塊提供的掉電異常信號，根據(jù)當(dāng)前的運行情況，執(zhí)行掉電異常處理算法，保證母線電壓范圍在一定時間內(nèi)維持在供電模塊的允許輸入范圍內(nèi)。同時FPGA模塊根據(jù)片上系統(tǒng)方法實現(xiàn)一枚32bit軟核處理器專門負(fù)責(zé)系統(tǒng)通訊和狀態(tài)監(jiān)測，與控制算法執(zhí)行模塊通過并行總線相連接，同時處理信息?？刂葡到y(tǒng)根據(jù)上位機(jī)給定參考信息，結(jié)合以上控制算法完成對于系統(tǒng)功率模塊的控制。
[0052]如圖3所示，電流傳感器得到的電流信號先后經(jīng)過跟隨器、電平偏置、抗混疊低通濾波以及限幅電路后，輸入幅值在OV?5V范圍內(nèi)，從而匹配模數(shù)轉(zhuǎn)換電路15的輸入要求。
[0053]如圖4所示，電機(jī)線或相反電動勢信號經(jīng)過分壓低通濾波電路后，通過LM239進(jìn)行信號比較，得到反電動勢過零點信號，然后通過光耦HCPL2630完成信號的隔離和電平轉(zhuǎn)換，最終將監(jiān)測到的含有轉(zhuǎn)子位置信息的反電動勢信號傳送給FPGA模塊進(jìn)行濾波和估計。
[0054]如圖5所示，本發(fā)明的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片采用的是ADI公司的AD7606，該芯片具有16位精度、8路單端輸入通過8個采樣保持器可以保證同時采樣、I個200KHZ的轉(zhuǎn)換器，接口則可以靈活使用SPI或者并行接口，其功耗在IOOmW左右，該芯片的輸入接口內(nèi)建有限幅電路，以及高達(dá)7kV的ESD能力。另外，獨立的采樣保持器保證了信號的相位關(guān)系，200KHz的轉(zhuǎn)換器完全可以滿足系統(tǒng)的實時性要求，高速并行接口保證了轉(zhuǎn)換結(jié)果高速的輸出以減小系統(tǒng)的延時，完善的限幅保護(hù)和防靜電接口電路則使得該芯片具有較高的可靠性，非常適合工業(yè)場合。
[0055]如圖6所示，為本發(fā)明的直流調(diào)制模塊5，主要包括兩級并行的開關(guān)和阻尼負(fù)載，另外使用LA28-NP電流傳感器時刻檢測電流。通過控制T1和QNPN兩個開關(guān)管完成電機(jī)控制電流起動以及電機(jī)狀態(tài)切換。
[0056]如圖7所示，為本發(fā)明的雙通道高速光電隔離電路、脈沖驅(qū)動電路和三相橋式逆變電路的電路圖，其余4路通道類似。高速光耦HCPL2630實現(xiàn)PWM信號與強電通過的隔離，隔離后的PWM信號經(jīng)過專用驅(qū)動芯片2SD315AI完成功率放大，驅(qū)動IGBT半橋模塊BSM100GB120DN2,實現(xiàn)信號的功率控制。
[0057]如圖8所示，為電機(jī)過流保護(hù)電路。當(dāng)電流傳感器的輸出信號同預(yù)定值經(jīng)過比較器LM139進(jìn)行比較，產(chǎn)生保護(hù)信號。其中TL431為可調(diào)電壓參考源，通過調(diào)節(jié)其反饋電阻實現(xiàn)電流比較值的調(diào)節(jié)。
[0058]如圖9所示，本發(fā)明所采用的FPGA芯片為ALTERA公司的EP3C40Q240，內(nèi)部含有40K個LE邏輯單元，集成了 128個18 X 18位的乘法器，含有l(wèi)OOkByte的RAM以及4個PLL，系統(tǒng)采用50M的晶振作為系統(tǒng)時鐘，豐富的邏輯乘法器保證了功率模塊控制算法的高速執(zhí)行，多達(dá)126個可用I/O資源，使得FPGA芯片與外圍芯片的接口非常方便。豐富的資源可以很方便經(jīng)濟(jì)的實現(xiàn)嵌入式軟核，通過將硬件資源占用較多的通訊算法采用獨立的軟核處理器實現(xiàn)并行控制，這樣可以大大提高系統(tǒng)執(zhí)行軟起動控制、模型變結(jié)構(gòu)控制以及自適應(yīng)濾波等算法的執(zhí)行效率。另外系統(tǒng)外擴(kuò)了一片1MX 16-bit的FLASH芯片AM29LV160以及1片512X 16-bit的SRAM芯片IS61LV25616，滿足系統(tǒng)控制算法對于程序和數(shù)據(jù)的存儲需求。
[0059]FPGA的控制流程如圖10所示:系統(tǒng)上電后從配置芯片中加載相關(guān)程序信息，成功加載后進(jìn)入工作模式。系統(tǒng)進(jìn)入工作模式后首先完成系統(tǒng)自檢，若自檢不成功，則系統(tǒng)進(jìn)入故障診斷模式，同時停機(jī)并發(fā)出故障信號。當(dāng)系統(tǒng)自檢正常時，開始并行執(zhí)行3部分的工作:(1)獨立的電機(jī)狀態(tài)監(jiān)控和通訊算法，通過檢測電機(jī)的電流、母線電壓和溫度等信息，估計電機(jī)狀態(tài)，當(dāng)出現(xiàn)過流、過流和過熱時，電機(jī)進(jìn)入相關(guān)異常處理，保護(hù)系統(tǒng)。同時負(fù)責(zé)進(jìn)行系統(tǒng)的外部通訊功能，將當(dāng)前系統(tǒng)狀態(tài)反饋回上位機(jī)。(2)系統(tǒng)主程序首先從上位機(jī)獲得控制參數(shù)。當(dāng)電機(jī)起動時，使用默認(rèn)的控制參數(shù)執(zhí)行電流可控的軟起動算法，若電機(jī)起動失敗，系統(tǒng)根據(jù)反饋的電流信息進(jìn)行自適應(yīng)控制參數(shù)調(diào)整，重新進(jìn)行起動。當(dāng)電機(jī)成功完成軟起動，電流達(dá)到一定程度后，為了降低系統(tǒng)損耗，使用直流調(diào)制模塊切換系統(tǒng)狀態(tài)，同時執(zhí)行模型變結(jié)構(gòu)算法保證控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速達(dá)到額定的60%時，電機(jī)模型參數(shù)漂移對于反電動勢檢測信號造成的影響不可忽略，采用自適應(yīng)濾波算法進(jìn)行轉(zhuǎn)子位置的估計，實現(xiàn)無傳感器無刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速高精度控制。(3 )系統(tǒng)供電裝置時刻對主電源進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)發(fā)生系統(tǒng)掉電時，將故障信號傳送給FPGA模塊，一方面系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前電機(jī)運行狀態(tài)執(zhí)行回饋算法為系統(tǒng)供電裝置提供一定時間的穩(wěn)定電壓，另外系統(tǒng)執(zhí)行異常掉電處理，存儲當(dāng)前設(shè)定參數(shù)并保存現(xiàn)場數(shù)據(jù)。
[0060]本發(fā)明雖為無傳感器無刷直流電機(jī)的控制裝置，但也可以作為一種通用的控制裝置，適用于同步電機(jī)或感應(yīng)電機(jī)等三相交流電機(jī)的控制，應(yīng)用者可以根據(jù)其特殊的應(yīng)用領(lǐng)域通過修改軟件更改系統(tǒng)硬件參數(shù)來靈活方便地實現(xiàn)其功能。
[0061]本發(fā)明未詳細(xì)闡述部分屬于本領(lǐng)域公知技術(shù)。
[0062]以上所述，僅為本發(fā)明部分【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本領(lǐng)域的人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種無傳感器無刷直流電機(jī)的軟起動控制裝置，其特征在于: 系統(tǒng)供電模塊(3):由三相整流橋(2)輸出的直流母線電壓提供輸入，輸出5V，±15V以及15V與FPGA模塊(19)以及接口電路模塊(13)相連接，作為軟起動控制裝置的電源，同時，在外部交流電源模塊(I)失效時，能夠?qū)㈦娫词盘杺魉徒oFPGA模塊(19)，利用永磁電機(jī)(9)制動時通過三相逆變橋(7)回饋至直流母線上電容的電能完成電機(jī)系統(tǒng)掉電異常處理； 直流調(diào)制模塊(5 ):與電容充電限流裝置(4 )和逆變模塊(8 )相接，用于在永磁電機(jī)(9 )起動時進(jìn)行電流控制，向逆變模塊(8)提供可控的電流輸入，同時完成永磁電機(jī)(9)起動與額定運行兩種不同狀態(tài)之間的切換和監(jiān)控； 逆變模塊(8 ):與直流調(diào)制模塊(5 )、接口電路模塊(13)及永磁電機(jī)(9 )相接，用于按照接口電路模塊(13)輸出的PWM信號，將直流調(diào)制模塊(5)輸入的直流電流或電壓信號進(jìn)行逆變，為永磁電機(jī)(9)繞組提供交流電壓；所述逆變模塊(8)由再生制動模塊(6)、三相逆變橋模塊(7 )及驅(qū)動電路(IO )組成，其中驅(qū)動電路模塊(IO )將接口電路模塊(13 )輸出的PWM信號進(jìn)行放大后一方面驅(qū)動三相逆變橋模塊(7)完成逆變功能，另一方面驅(qū)動再生制動模塊(6)用于再生能量消耗； 反電動勢檢測模塊(12 ):與接口電路模塊(13 )和永磁電機(jī)(9 )相接，對永磁電機(jī)(9 )中的A、B、C三相繞組的反電動勢信號進(jìn)行調(diào)理與濾波的預(yù)處理，得到含有轉(zhuǎn)子位置信息的初始檢測信號傳送至接口電路模塊(13)進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換； 接口電路模塊(13 ):由電平轉(zhuǎn)換電路(17 )、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(16 )、信號隔離電路(15 )和電流傳感器接口電路(14)組成，其中電流傳感器接口電路(14)和電平轉(zhuǎn)換電路(17)分別將電流傳感器模塊(11)輸出的電流信號和反電動勢調(diào)理模塊(12 )輸出的轉(zhuǎn)子位置信號通過模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(16 )進(jìn)行調(diào)理與電平轉(zhuǎn)換后輸入給FPGA模塊(19 )，同時FPGA模塊(19 )輸出的PWM控制信號通過電平轉(zhuǎn)換電路(17)和信號隔離電路(15)輸出至直流調(diào)制模塊(5)和逆變模塊(8)； FPGA模塊(19):由FPGA芯片(18)、配置芯片(22)、外擴(kuò)3狀11(20)及外擴(kuò)？1^3!1(21)組成，其中配置芯片(22)通過串行總線在整個裝置上電時將控制程序配置到FPGA芯片(18)中，外擴(kuò)SRAM (20)和外擴(kuò)FLASH (21)通過并行總線與FPGA芯片(18)進(jìn)行連接，在運行時作為程序與數(shù)據(jù)存儲器；所述FPGA芯片(18)通過接口電路模塊(13)接收模數(shù)轉(zhuǎn)換后的電流和反電動勢信號，并且將控制信號進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換和隔離，實現(xiàn)無傳感器無刷直流電機(jī)的軟起動控制算法以及基于反電動勢自適應(yīng)濾波的高精度轉(zhuǎn)速控制；FPGA芯片(18)集成有軟起動算法模塊、自適應(yīng)濾波算法模塊、模型變結(jié)構(gòu)控制算法模塊和異常掉電故障處理模塊，其中軟起動算法模塊完成電機(jī)的可控電流起動功能，并且實時將檢測到的電機(jī)轉(zhuǎn)速ω和相電流Ix輸送給模型變結(jié)構(gòu)控制算法模塊；自適應(yīng)濾波算法模塊根據(jù)當(dāng)前的轉(zhuǎn)速ω以及軟起動算法模塊估計的轉(zhuǎn)子位置Θ進(jìn)行自適應(yīng)濾波，得到精確的轉(zhuǎn)子位置化模型變結(jié)構(gòu)控制算法模塊根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速ω、相電流Ix以及估算的轉(zhuǎn)子位置進(jìn)行參數(shù)辨識，并采用極點配置的方法進(jìn)行電機(jī)電流PI調(diào)節(jié)器設(shè)計，將設(shè)計出的PI調(diào)節(jié)器的比例和積分參數(shù)Kp、Ki實時反饋回軟起動算法模塊，當(dāng)切換掉直流調(diào)制模塊時，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)發(fā)生較大變化，根據(jù)當(dāng)前電機(jī)運行狀態(tài)重新設(shè)計PI調(diào)節(jié)器，更新相關(guān)的比例、積分參數(shù)，完成模型變結(jié)構(gòu)控制；電源異常掉電時，異常掉電處理模塊進(jìn)行現(xiàn)場數(shù)據(jù)保存，控制逆變器回饋制動功能，并將異常信號傳送給模型變結(jié)構(gòu)算法模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無傳感器無刷直流電機(jī)的軟起動控制裝置，其特征在于:所述FPGA芯片(18)采用EP3C40Q240芯片作為控制核心芯片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無傳感器無刷直流電機(jī)的軟起動控制裝置，其特征在于:所述FPGA模塊(19)采用片上系統(tǒng)SOPC的方法實現(xiàn)了兩個32_bit軟核處理器:其中一個微處理器負(fù)責(zé)完成系統(tǒng)的外部通訊和狀態(tài)監(jiān)測；另一個微處理器負(fù)責(zé)系統(tǒng)的起動控制算法、模型變結(jié)構(gòu)控制算法、穩(wěn)速高精度控制算法以及反電動勢自適應(yīng)濾波算法，兩片軟核處理器之間采用片內(nèi)并行總線連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無傳感器無刷直流電機(jī)的軟起動控制裝置，其特征在于:所述的外部交流電源模塊(I)失效時，電機(jī)進(jìn)入發(fā)電機(jī)模式，F(xiàn)PGA模塊(19)通過逆變橋?qū)崟r控制電機(jī)三相的導(dǎo)通順序，對電機(jī)進(jìn)行回饋控制，此時系統(tǒng)供電模塊(3)持續(xù)能夠正常工作，完成對于系統(tǒng)的供電，實現(xiàn)掉電異常處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無傳感器無刷直流電機(jī)的軟起動控制裝置，其特征在于:所述軟起動算法模塊實現(xiàn)過程為: (1)控制電機(jī)兩相繞組導(dǎo)通，使用PI調(diào)節(jié)器根據(jù)相電流檢測值IX，通過控制直流調(diào)制模塊使繞組電流達(dá)到預(yù)設(shè)值； (2)根據(jù)預(yù)設(shè)的電機(jī)參數(shù)估計出在當(dāng)前恒定電流條件下電機(jī)的加速時間，并依此進(jìn)行繞組的換相，完成基于恒流變頻的無傳感器無刷直流電機(jī)的外同步起動； (3)通過反電動勢檢測電路對電機(jī)的反電動勢過零點信號進(jìn)行實時檢測，當(dāng)電機(jī)達(dá)到一定轉(zhuǎn)速即從外同步切換至依賴反電動勢過零點信號的位置信息檢測；` (4)電機(jī)電流達(dá)到預(yù)設(shè)值時，為降低系統(tǒng)損耗旁路掉直流調(diào)制模塊，系統(tǒng)控制模型發(fā)生變化。此時，根據(jù)模型變結(jié)構(gòu)算法模塊計算出的結(jié)果，實時更新控制器的結(jié)構(gòu)參數(shù)，保證系統(tǒng)的性能要求，實現(xiàn)無傳感器無刷直流電機(jī)的軟起動功能。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無傳感器無刷直流電機(jī)的軟起動控制裝置，其特征在于:所述自適應(yīng)濾波算法模塊實現(xiàn)過程為: (1)根據(jù)軟起動算法輸入的轉(zhuǎn)速ω和反電動勢檢測電路參數(shù)實時計算對應(yīng)的延時角度Q1 ; (2)根據(jù)軟起動算法輸入的轉(zhuǎn)速ω和預(yù)輸入的電機(jī)電感和電阻參數(shù)估算出延時角度9 2 ； (3)將θ”θ2以及預(yù)設(shè)的軟件計算延時03和反電勢信號檢測的轉(zhuǎn)子位置Θ進(jìn)行綜合，即得到濾波后的轉(zhuǎn)子位置θ = β-β、-θ2-θ
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無傳感器無刷直流電機(jī)的軟起動控制裝置，其特征在于:所述模型變結(jié)構(gòu)控制算法模塊實現(xiàn)過程為: (1)首先利用最小二乘法進(jìn)行定周期的系統(tǒng)參數(shù)濾波，根據(jù)當(dāng)前電機(jī)的繞組電流Ix和轉(zhuǎn)速ω估計出電機(jī)繞組的電感、電阻值； (2)根據(jù)實際估計的電感、電阻值對電機(jī)模型進(jìn)行調(diào)整，采用極點配置的方法進(jìn)行PI調(diào)節(jié)器設(shè)計，根據(jù)設(shè)計出的參數(shù)來實時更新軟起動算法模塊中的PI調(diào)節(jié)器的比例積分參數(shù) Kp、Ki ； (3)控制系統(tǒng)旁路掉直流調(diào)制模塊時，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)發(fā)生較大變化，此時根據(jù)當(dāng)前的電流、轉(zhuǎn)速狀態(tài)，設(shè)計新結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)器，更新軟起動算法模塊中PI調(diào)節(jié)器的器比例、積分參數(shù)，以滿足系統(tǒng)的性能要求，實現(xiàn)模型變結(jié)構(gòu)控制。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無傳感器無刷直流電機(jī)的軟起動控制裝置，其特征在于:所述異常掉電故障處理模塊實現(xiàn)過程為: (1)保存現(xiàn)場參數(shù)，將繞組電流Ix、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速ω、目標(biāo)轉(zhuǎn)速以及PI調(diào)節(jié)器Kp、Ki當(dāng)前的系統(tǒng)狀態(tài)與控制參數(shù)，存儲至外擴(kuò)Flash模塊中； (2)關(guān)閉控制系統(tǒng)除直流調(diào)制系統(tǒng)外的所有PWM信號，給出故障信號，永磁電機(jī)反電動勢電能通過逆變器回饋至電容，為系統(tǒng)供電模塊供電。
【文檔編號】H02P1/18GK103701367SQ201310291335
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年7月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月11日
【發(fā)明者】劉剛, 毛琨, 鄭世強, 韓邦成, 孫津濟(jì) 申請人:北京航空航天大學(xué)