[0001] 本发明涉及一种单闭环控制无刷直流电机控制 装置， 属于工业控制领域。

背景技术

[0002] 无刷直流电机是伴着电力电子技术的迅速发展 而发展起来的一中新型电机， 它 是现代工业设备中重要的运动部件。 无刷直流电机以法拉第电磁感应定律为基 础， 而又以新型的电力电子技术、 数字电子技术和各种物理原理为后盾， 具有 很强的生命力。

[0003] 无刷直流电机既具备交流电动机的结构简单、 运行可靠、 维护方便等一系列优 点， 又具备直流电动机的运行效率高、 无励磁损耗以及调速性能好等诸多特点 ， 同吋克服了有刷直流电机由于机械电刷和换向 器的存在所带来的噪声、 火花 、 无线电干扰以及寿命短等弊端， 降低了制造成本， 简化了电机的维修。

[0004] 无刷直流电机具有旋转的磁场和固定的电枢。 电子换相线路中的功率幵关器件 可直接与电枢绕组相连。 在电机内， 装有一个磁极位置传感器， 用来检测转子 在运行过程中的位置。 它与电子换相电路一起替代了有刷直流电机的 换相装置 。 如图 1所示， 无刷直流电机由本体、 位置传感器和电子换相电路三大部分组成

[0005] 目前无刷直流电机主要存在的问题包括可靠性 一般、 控制器成本较高， 需要电 子控制器才能够工作， 增加了技术复杂性和成本； 应用中一般需要位置传感器 ， 增加了结构复杂性和成本降低可靠性； 转子永磁材料限制了电机使用环境温 度， 不适用于高温场合； 有较明显的转矩波动， 限制了电机在高性能伺服系统 、 低速度纹中的应用。

技术问题

[0006] 鉴于上述现有技术的不足之处， 本发明的目的在于提供一种可以有利于换挡控 制的单闭环控制无刷直流电机控制装置。

问题的解决方案 技术解决方案

[0007] 为了达到上述目的， 本发明采取了以下技术方案：

[0008] 一种单闭环控制无刷直流电机控制装置， 包括控制器、 转速计、 换相装置、 第 一位置传感器、 第二位置传感器、 速度控制器和 PWM控制器， 其中所述第一位 置传感器为转角位置传感器， 所述第二位置传感器为磁极位置传感器， 第一位 置传感器和第二位置传感器分别与无刷直流电 机连接， 所述控制器分别连接转 速计和换相装置， 换相装置与 PWM控制器连接， PWM控制器还与速度控制器连 接。

[0009] 优选地， 上述 PWM控制器通过逆变电路与无刷直流电机连接。

[0010] 优选地， 上述第一位置传感器和第二位置传感器分别与 控制器连接。

[0011] 优选地， 上述换相装置对换相位置进行判断， 并将判断结果传输到 PWM控制 器。

[0012] 优选地， 上述转速计进行转速计算。

[0013] 优选地， 上述控制装置通过给定转速信号与转速计计算 的信号进行比较， 误差 值传输到速度控制器。

发明的有益效果

有益效果

[0014] 相较于现有技术， 本发明提供的单闭环控制无刷直流电机控制装 置实现转速单 闭环控制， 采用速度负反馈和调节器的单闭环无刷直流电 机系统可以保证稳定 的条件下实现转速无静差。

对附图的简要说明

附图说明

[0015] 图 1为无刷直流电机组成结构示意图；

[0016] 图 2为本发明单闭环控制无刷直流电机控制装置� �构示意图。

[0017] 附图标记： 1-控制器； 2-转速计； 3-换相装置； 4-第一位置传感器； 5-第二位置 传感器； 6-速度控制器； 7-PWM控制器； 8-逆变电路； 9-无刷直流电机。 本发明的实施方式

[0018] 本发明提供一种单闭环控制无刷直流电机控制 装置， 为使本发明的目的、 技术 方案及效果更加清楚、 明确， 以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细 说 明。 应当理解， 此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明， 并不用于限定本 发明。

[0019] 如图 1所示， 本发明提供的单闭环控制无刷直流电机控制装 置， 包括控制器 1、 转速计 2、 换相装置 3、 第一位置传感器 4、 第二位置传感器 5、 速度控制器 6和 P WM控制器 7， 其中第一位置传感器 4为转角位置传感器， 第二位置传感器 5为磁 极位置传感器， 第一位置传感器 4和第二位置传感器 5分别与无刷直流电机 9连接 ， 控制器 1分别连接转速计 2和换相装置 3， 换相装置 3与 PWM控制器 7连接， PW M控制器 7还与速度控制器 6连接。 PWM控制器 7通过逆变电路 8与无刷直流电机 9 连接。 第一位置传感器 4和第二位置传感器 5分别与控制器 1连接。 换相装置 3对 换相位置进行判断， 并将判断结果传输到 PWM控制器 7。 转速计 2进行转速计算 。 控制装置通过给定转速信号与转速计 2计算的信号进行比较， 误差值传输到速 度控制器 6。

[0020] 脉宽调制 （PWM) 技术是一种模拟控制方式， 其根据相应载荷的变化来调制 晶体管栅极或基极的偏置， 实现幵关稳压电源输出或晶体管导通吋间的改 变， 这种方式能使电源的输出电压在工作条件变化 吋保持恒定， 是利用微处理器的 数字信号对模拟信号进行控制的一种非常有效 的技术。

[0021] PWM技术可以极其有效地进行谐波抑制， 在频率、 效率各方面有着明显的优 点， 使逆变电路的技术性能与可靠性得到了明显的 提高。 采用 PWM方式构成的 逆变器， 其输入为固定不变的直流电压， 可以通过 PWM技术在同一逆变器中既 实现调压又实现调频。 由于这种逆变器只有一个可控的功率级， 简化了主回路 和控制回路的结构， 因而体积小、 质量轻、 可靠性高。 又因为集调压、 调频于 一身， 所以调节速度快、 系统的动态响应好。 此外， 采用 PWM技术不仅能提供 较好的逆变器输出电压和电流波形， 而且也提高了逆变器对电网的功率因数。

[0022] 本发明提供的单闭环控制无刷直流电机控制装 置实现转速单闭环控制， 采用速 度负反馈和调节器的单闭环无刷直流电机系统 可以保证稳定的条件下实现转速 无静差。

[0023]

[0024] 可以理解的是， 对本领域普通技术人员来说， 可以根据本发明的技术方案及其 发明构思加以等同替换或改变， 而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的 权利要求的保护范围。