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現(xiàn)有的用于永磁無刷直流電機(jī)（定子繞組星形連接〉的PWM調(diào)制技術(shù)，當(dāng)電機(jī)使用三相半橋逆變器驅(qū)動(dòng)并且工作于120度導(dǎo)通方式下時(shí)，會(huì)在非換相期間，使非導(dǎo)通相的端電壓高于直流母線電壓或者低 于零電壓，進(jìn)而引起非導(dǎo)通相產(chǎn)生續(xù)流電流，加劇電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。 發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述已有PWM調(diào)制方法存在的不足，提供一種應(yīng)用于永磁無刷直流電機(jī)的脈沖寬度調(diào)制方法，即PWM-ON-PWM（脈寬調(diào)制-恒通-脈寬調(diào)制）調(diào)制方法，消除非換相期間非導(dǎo)通相上的續(xù)流電流，增加電機(jī)運(yùn)行的平穩(wěn)性，減小電機(jī)運(yùn)行時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)問題。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

具有梯形波反電動(dòng)勢(shì)波形的永磁無刷直流電機(jī)，采用三相半橋式主電路驅(qū)動(dòng)，電機(jī)工作于120度電角度方式下；上橋臂三個(gè)，下橋臂三個(gè)即六個(gè)開關(guān)管中，每一個(gè)幵關(guān)管觸發(fā)脈沖寬度均為120°電角度，相位互差60°電角度，即每隔 60°電角度換相一次；換相信號(hào)由安裝在電機(jī)上的霍爾傳感器輸出的方波信號(hào)決定；對(duì)于每一只開關(guān)管，其觸發(fā)脈沖寬度為120°電角度，觸發(fā)脈沖的前30°即 0~30°進(jìn)行脈寬調(diào)制，30°時(shí)為一個(gè)對(duì)應(yīng)的非導(dǎo)通相上的反電動(dòng)勢(shì)過零點(diǎn)；30~90°保持恒通，90°時(shí)為另一個(gè)對(duì)應(yīng)的非導(dǎo)通相上的反電動(dòng)勢(shì)過零點(diǎn)；在90~120°區(qū)間進(jìn)行脈寬調(diào)制；這就是一只開關(guān)管上的脈寬調(diào)制一恒通—脈寬調(diào)制方法的形成過程；其他5只開關(guān)管的調(diào)制方法與之相同。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有的有益的效果是：它采用脈寬調(diào)制—恒通—脈寬調(diào)制PWM-ON-PWM調(diào)制方法，消除非換相期間非導(dǎo)通相上的續(xù)流電流，增加電機(jī)運(yùn)行的平穩(wěn)性，減小電機(jī)運(yùn)行時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)問題。 附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

圖1是本發(fā)明提出的PWM-ON-PWM調(diào)制方法示意圖；

圖2是采用傳統(tǒng)的PWM-ON調(diào)制方法和本發(fā)明提出的PWM-ON-PWM調(diào)制方法時(shí)仿真得到的相電流波形(上)和電磁轉(zhuǎn)矩波形(下):

圖3是采用傳統(tǒng)的PWM-ON調(diào)制方法和本發(fā)明提出的PWM-ON-PWM調(diào)制方法時(shí)實(shí)際測(cè)試電機(jī)相電流波形。 具體實(shí)施方式

圖1為本發(fā)明提出的PWM-ON-PWM調(diào)制方法示意圖。其中陰影部分為進(jìn)行PWM調(diào)制的區(qū)域。圖中T1~T6分別表示對(duì)應(yīng)開關(guān)管的觸發(fā)脈沖波形；粗虛線PA PB PC：分別表示無刷直流電機(jī)霍爾轉(zhuǎn)子位置傳感器輸出的位置信號(hào)ea ec分別表示A和C相上的反電動(dòng)勢(shì)波形；對(duì)于每只開關(guān)管觸發(fā)脈沖而言，調(diào)制區(qū)域?yàn)榍?0 度和后30度，，中間60度不調(diào)制，保持恒通。以T3管為例說明實(shí)現(xiàn)的方法，其他開關(guān)管觸發(fā)脈沖實(shí)現(xiàn)原理與之相同。

在霍爾轉(zhuǎn)子位置傳感器輸出PB信號(hào)的上升沿，即t1時(shí)刻，t1開關(guān)管關(guān)斷， T3開關(guān)管開通并進(jìn)行PWM調(diào)制，T2開關(guān)管仍然保持恒通；當(dāng)轉(zhuǎn)子位置到達(dá)t2時(shí)刻，即A相反電動(dòng)勢(shì)過零時(shí)，T3開關(guān)管停止PWM調(diào)制，保持恒通狀態(tài)，同時(shí)T2開關(guān)管開始進(jìn)行PWM調(diào)制；到達(dá)t3時(shí)刻，即換相時(shí)刻（PA下降沿〕，T2管關(guān)斷，同時(shí)T4管開通并進(jìn)行PWM調(diào)制，而T3管仍然保持恒通；到達(dá)t4時(shí)刻，即反電動(dòng)勢(shì)ec過零時(shí)，T4管停止PWM調(diào)制，保持恒通，同時(shí)T3管由原來的恒通狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)殚_始PWM調(diào)制；這種狀態(tài)一直持續(xù)到下一個(gè)換相時(shí)刻t5即PC信號(hào)的上升沿到來時(shí)刻，T3管關(guān)斷，T5管開通并進(jìn)行PWM調(diào)制，T4管依然保持恒通; 到此，形成了一次T3管完整的觸發(fā)脈沖。

依據(jù)上述原理，對(duì)其他的5只開關(guān)管的觸發(fā)脈沖進(jìn)行同樣的處理，就可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。

與現(xiàn)有PWM調(diào)制方法相比，本發(fā)明調(diào)制方法可以在相同的開關(guān)功耗下，穩(wěn)態(tài)時(shí)，在非換相期間，非導(dǎo)通相繞組端電壓不會(huì)高于直流母線電壓和低于零電壓， 完全消除非導(dǎo)通相二極管續(xù)流現(xiàn)象，減小電磁轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。根據(jù)對(duì)無刷直流電機(jī)換相期間電磁轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)分析研究表明，換相期間開通管進(jìn)行PWM調(diào)制產(chǎn)生的換相電磁轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)要比非換相管進(jìn)行PWM調(diào)制產(chǎn)生的換相電磁轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)要小；而本發(fā)明屬于開通管進(jìn)行PWM調(diào)制的情況。綜合來看，本發(fā)明既能完全消除非換相期間非導(dǎo)通相的續(xù)流，減小非換相期間的電磁轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，又屬于換相期間電磁轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)較小的一類調(diào)制方法，減小換相轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)；因此，本發(fā)明是一種比傳統(tǒng)的PWM調(diào)制方法更優(yōu)的調(diào)制方法，對(duì)于提高電機(jī)運(yùn)行性能具有重要意義， 具有很高的應(yīng)用價(jià)值。 實(shí)際效果如下所述：

圖2為選取了一種傳統(tǒng)的PWM調(diào)制方法。輪和本發(fā)明提出的調(diào)制方法時(shí)仿真得到的相電流波形（上）和電磁轉(zhuǎn)矩波形(下)。圖中a)為采用傳統(tǒng)的PWM-ON前60度PWM調(diào)制，后60度恒通)時(shí)仿真得到的相電流波形（上圖〕和對(duì)應(yīng)的電磁轉(zhuǎn)矩波形（下圖〉。相電流波形中畫圈的地方就是具有續(xù)流電流的地方；電磁轉(zhuǎn)矩波形中畫圈的地方就是由于續(xù)流電流而引起的電磁轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的地方；圖2 b所示為采用本發(fā)明提出的PWM-ON-PWM調(diào)制方法時(shí)，仿真得到的相電流波形（上圖〉和對(duì)應(yīng)的電磁轉(zhuǎn)矩波形；相電流波形中畫圈的地方?jīng)]有如圖a)中所示的續(xù)流電流；而電磁轉(zhuǎn)矩波形的脈動(dòng)程度也比幻中的小很多。

圖3所示為兩種調(diào)制方法下實(shí)際測(cè)試電機(jī)相電流波形a)為采用傳統(tǒng)的PWM-ON調(diào)制方法時(shí)測(cè)得的相電流波形，圖中畫圈的地方就是具有續(xù)流的地方；b)為采用本發(fā)明提出的PWM-ON-PWM調(diào)制方法時(shí)實(shí)際測(cè)試得到的相電流波形，與圖a)相比，圖中畫圈的地方并沒有續(xù)流發(fā)生。

                                               圖一