一种洗衣机直驱电机转矩脉动抑制方法及控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种洗衣机直驱电机转矩脉动抑制方法及控制系统，包括：根据电机输入转速和电机实时转速通过速度PI控制后输出值作为第一参考电流；根据当前电机霍尔值、第一参考电流与实时电流通过电流PI控制输出补偿电动势；根据第一参考电流和补偿电动势获得参考电压，将参考电压与电机额定电压比较得到占空比，根据占空比输出脉宽调制信号，将脉宽调制信号经过处理输出为反馈信号控制电机的输出电压。采用双闭环PI控制的方式，将电机的实时转速和实时电流进行反馈PI控制来调节电机的输入电压，从而降低负载变化后的三相电流波动引起的转矩脉动，提高洗衣机电机控制系统对负载突变的抗干扰性，平稳电机输出转矩。平稳电机输出转矩。平稳电机输出转矩。

【技术实现步骤摘要】
一种洗衣机直驱电机转矩脉动抑制方法及控制系统


[0001]本专利技术涉及洗衣机控制领域，尤其涉及一种洗衣机直驱电机转矩脉动抑制方法及控制系统。

技术介绍

[0002]将洗衣机按照驱动方式进行分类可以将其分为直接驱动与间接驱动两种。采取间接驱动的洗衣机电机与洗衣滚筒之间利用传动带来传输动力。在这种驱动方式下，若想要提高洗涤的力度与效果，就只能通过加快滚筒旋转的速度来实现。但这种增强滚筒旋转力度的方式，在提高洗涤力度的同时，随之而来的是更大的噪声与更强烈的震动，同时也造成了更多能源的浪费。传动带也更容易磨损，大大降低洗衣机使用寿命，提高了故障率。所以，使用直接驱动方式的洗衣机由于去除了传动带这一部分，电机能够直接带动滚筒进行旋转，这一方式下的噪声被极大的降低，传动效率也有着不小的提升；现有技术的洗衣机电机采用单闭环控制，通过位置传感器检测转子位置及转速，将其与参考转速进行PI调节来控制电压幅值，实现通过调整电压来调节转速。但是上述控制方式会造成较大的转矩脉动，较大的转矩脉动不仅会产生较大的噪音，长期还会造成轴承损坏从而降低洗衣机使用寿命。
[0003]例如，一种在中国专利文献上公开的“一种双向运行超前触发控制的永磁无刷直流电机”，其公告号CN202334413，包括的转子位置传感器的传感器转子与永磁电机本体的主转子同轴或一体设置，传感器转子上设置有与主转子永磁磁极对数相同的传感器转子永磁磁极；转子位置传感器的传感器定子上设置两套检测元件组，分设在永磁电机本体的主定子电枢绕组的轴线的两侧，同组的检测元件相对于主定子电枢绕组轴线的偏转角度相同；电子换向电路包括桥式逆变电路和逻辑控制电路，根据传感器定子的输出信号控制主定子。该方案无法抵消电机转向及变速的转矩脉动，直接转向会导致更大的转矩脉动和噪音。

技术实现思路

[0004]本专利技术是为了克服现有技术的洗衣机电机控制系统控制电机变速会产生较大的转矩脉动，产生噪音且影响洗衣机使用寿命的问题，提供一种平稳洗衣机直驱电机转矩与转速的洗衣机直驱电机转矩脉动抑制方法及控制系统，降低洗衣机的电机噪音，提高洗衣机的使用寿命。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种洗衣机直驱电机转矩脉动抑制方法，包括：获取电机转子输入转速与电机转子实时转速、实时电流与当前电机霍尔值；根据电机输入转速和电机实时转速通过速度PI控制后输出值作为第一参考电流；根据当前电机霍尔值、第一参考电流与实时电流通过电流PI控制输出补偿电动势；
根据第一参考电流和补偿电动势获得参考电压，将参考电压与电机额定电压比较得到占空比，根据所述占空比输出脉宽调制信号，将脉宽调制信号经过处理输出为反馈信号控制电机的输出电压。采用双闭环PI控制的方式，将电机的实时转速和实时电流进行反馈PI控制来调节电机的输入电压，从而降低负载变化后的三相电流波动引起的转矩脉动，提高洗衣机电机控制系统对负载突变的抗干扰性，平稳电机输出转矩。
[0006]作为优选，所述脉宽调制信号为PWM_ON信号。降低电机换相转矩脉动。
[0007]作为优选，所述脉宽调制信号通过MOS管的开闭输出到电机三相端。在PWM_ON调制方式下。各个MOS管的导通120电角度当中，前60度输入PWM信号，后60度保持高电平。
[0008]作为优选，所述根据当前电机霍尔值、第一参考电流与实时电流通过电流PI控制环输出补偿电动势包括：根据当前霍尔值对应的正向反电动势的相作为反电动势前馈控制的相，根据当前霍尔值对应电流流入电机绕组的相为正电流相。
[0009]作为优选，包括转速获取单元用于获取电机转子实时转速；霍尔传感单元用于获取电机的霍尔位置并转换为霍尔值；电流获取单元用于获取电机的实时电流；速度调节器：以电机转子输入转速和电机转子的实时转速为输入，经过PI控制后输出第一参考电流；电流调节器：根据当前霍尔值对应的正向反电动势的相作为反电动势前馈控制的相，根据当前霍尔值对应电流流入电机绕组的相为正电流相；根据当前电机霍尔值、第一参考电流与实时电流通过电流PI控制输出补偿电动势；根据第一参考电流和补偿电动势获得参考电压；同步PWM产生单元：根据参考电压和额定电压之比作为占空比，将获得的占空比与再比信号进行比较运算，输出PWM信号；三相电压逆变电路：包括若干MOS管，所述若干MOS管根据所述PWM信号进行开关动作，输出三相信号给直流无刷电机。
[0010]作为优选，所述三相电压电压逆变电路包括三相桥式逆变电路。三相逆变电路中六个IGBT开关管Q1
‑
Q6的导通与关闭，实现对相应绕组进行通电，控制电机持续旋转。
[0011]因此，本专利技术具有如下有益效果：采用双闭环PI控制的方式，将电机的实时转速和实时电流进行反馈PI控制来调节电机的输入电压，从而降低负载变化后的三相电流波动引起的转矩脉动，提高洗衣机电机控制系统对负载突变的抗干扰性，平稳电机输出转矩。
附图说明
[0012]图1是本专利技术一实施例的洗衣机直驱电机转矩脉动抑制系统控制结构示意图。
[0013]图2是本专利技术一实施例的洗衣机直驱电机转矩脉动抑制系统三相全桥逆变电路连接示意图。
[0014]图中：1、同步PWM产生单元 2、三相电压逆变电路 3、速度调节器 4、电流调节器。
具体实施方式
[0015]下面结合附图与具体实施方式对本专利技术做进一步的描述。
[0016]实施例：
一种洗衣机直驱电机转矩脉动抑制方法，包括获取电机转子输入转速与电机转子实时转速、实时电流与当前电机霍尔值；根据电机输入转速和电机实时转速通过速度PI控制后输出值作为第一参考电流；根据当前电机霍尔值、第一参考电流与实时电流通过电流PI控制输出补偿电动势；根据第一参考电流和补偿电动势获得参考电压，将参考电压与电机额定电压比较得到占空比，根据所述占空比输出脉宽调制信号，所述脉宽调制信号为PWM_ON信号。将脉宽调制信号经过处理输出为反馈信号控制电机的输出电压，通过MOS管的开闭输出到电机三相端。采用双闭环PI控制的方式，将电机的实时转速和实时电流进行反馈PI控制来调节电机的输入电压，从而降低负载变化后的三相电流波动引起的转矩脉动，提高洗衣机电机控制系统对负载突变的抗干扰性，平稳电机输出转矩。
[0017]本实施例还公开了一种洗衣机直驱电机转矩脉动抑制控制系统，采用上述洗衣机直驱电机转矩脉动抑制方法，如图1所示，包括转速获取单元用于获取电机转子实时转速；霍尔传感单元用于获取电机的霍尔位置并转换为霍尔值；电流获取单元用于获取电机的实时电流；速度调节器3：以电机转子输入转速和电机转子的实时转速为输入，经过PI控制后输出第一参考电流；电流调节器4：根据当前霍尔值对应的正向反电动势的相作为反电动势前馈控制的相，根据当前霍尔值对应电流流入电机绕组的相为正电流相；根据当前电机霍尔值、第一参考电流与实时电流通过电流PI控制输出补偿电动势；根据第一参考电流和补偿电动势获得参考电压；同步PWM产生单元1：根据参考电压和额定电压之比作为占空比本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种洗衣机直驱电机转矩脉动抑制方法，其特征在于，包括：获取电机转子输入转速与电机转子实时转速、实时电流与当前电机霍尔值；根据电机输入转速和电机实时转速通过速度PI控制后输出值作为第一参考电流；根据当前电机霍尔值、第一参考电流与实时电流通过电流PI控制输出补偿电动势；根据第一参考电流和补偿电动势获得参考电压，将参考电压与电机额定电压比较得到占空比，根据所述占空比输出脉宽调制信号，将脉宽调制信号经过处理输出为反馈信号控制电机的输出电压。2.根据权利要求1所述的一种洗衣机直驱电机转矩脉动抑制方法，其特征在于，所述脉宽调制信号为PWM
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ON信号。3.根据权利要求3所述的一种洗衣机直驱电机转矩脉动抑制方法，其特征在于，所述脉宽调制信号通过MOS管的开闭输出到电机三相端。4.根据权利要求4所述的一种洗衣机直驱电机转矩脉动抑制方法，其特征在于，所述根据当前电机霍尔值、第一参考电流与实时电流通过电流PI控制环输出补偿电动势包括：根据当前霍尔值对应的正向反电动势的相作为反电动势前馈控制的相，根据当前霍尔值对应电流流入电机绕组...

【专利技术属性】
技术研发人员：左宜，计佰强，
申请(专利权)人：宁波普尔机电制造有限公司，
类型：发明
国别省市：