無(wú)傳感器交流電動(dòng)機控制技術(shù)提高了運行效率

圖3 使用向量控制的電動(dòng)機驅動(dòng)能夠提供最高的動(dòng)態(tài)性能和速度可調范圍

內部電流回路計算了需要產(chǎn)生的扭矩和磁通電流要求的定子轉向和定子電壓積分。Park（dq/aβ）單元將電壓轉換為在靜態(tài)參考結構中所需求的三相交流定子電壓。

電動(dòng)機的電流波形是正弦曲線(xiàn)，這可以產(chǎn)生平穩的扭矩，而且會(huì )減小機械震動(dòng)和噪聲。外部速度回路調整供電的定子數量，這直接與定子電流的積分成比例，并維持所要求的角速度。為了在基本速度之上擴展工作速度的范圍，增加了額外的磁通弱化回路，用于處理定子定向磁通電流。

無(wú)傳感器控制
為了用向量控制模式控制交流電動(dòng)機，可以使供電的頻率和轉子磁通的位置同步。無(wú)傳感器工作的本質(zhì)是用計算速度和位置的方法替代傳感器。無(wú)傳感器控制改善了電動(dòng)機控制的可靠性，并且能夠在不增加額外成本的條件下維持很高的性能水平。這樣的系統是更加精確和高效、體積更小、重量更輕、噪聲更低，而且有更多的先進(jìn)功能。

無(wú)傳感器算法廣義上可以分為兩大類(lèi)，一種是使用磁轉子，它可以非常好地追蹤轉子的位置；另一種是通過(guò)計算電動(dòng)機的工作模式來(lái)估計出轉子的位置。

在電冰箱中，常規控制只是簡(jiǎn)單地開(kāi)和關(guān)壓縮機來(lái)把溫度維持在預先設定的范圍。使用無(wú)傳感器永磁電動(dòng)機控制，控制器可以在幾秒鐘內將壓縮機加速到它的目標速度，并且可以將速度控制在±1%之內。壓縮機的平穩運行降低了人耳可聽(tīng)見(jiàn)的噪聲，而且更低的平均工作速度有助于減少溫度循環(huán)周期，可以改善整體效率。

在洗衣機中，電動(dòng)機的工作主要有兩個(gè)基本周期，即洗衣階段和甩干階段。在洗衣階段，電動(dòng)機工作在低速狀態(tài)，具有很高的扭矩。在甩干階段，電動(dòng)機在短時(shí)間內工作在非常高的速度。在比較新一些的模式中，控制器估計的速度起伏和計算的負載扭矩提供了關(guān)于洗衣過(guò)程中負載分配的有價(jià)值信息。在啟動(dòng)甩干階段之前，速度起伏用于估計負載平衡。調速電動(dòng)機可以用于控制洗衣過(guò)程的速度浴盆曲線(xiàn)，并且幫助校正平衡。

這種控制方法可以使用A/D轉換器對模擬反饋信號（電壓，電流）進(jìn)行數字化。A/D轉換器與PWM的重加載標志同步，但采樣時(shí)間根據實(shí)際PWM碼型的功能不同而不同。這樣的配置允許在一個(gè)PWM周期內，對直接控制總線(xiàn)電流和電壓模擬值進(jìn)行多次轉換。

PWM模塊可以在一個(gè)中心對齊的配置中產(chǎn)生非對稱(chēng)的PWM占空周期，以用于重建每個(gè)關(guān)鍵開(kāi)關(guān)碼型中的三相電流。在數字信號控制器中，一個(gè)靈活的四路定時(shí)器模塊為每個(gè)時(shí)間事件提供定時(shí)。在一般的應用中，使用一個(gè)通道用于把PWM和A/D轉換器同步，另一個(gè)通道用于系統速度控制回路（周期為1ms）。數字信號控制器可以通過(guò)一個(gè)隔離鏈路與前面板主控制單元通信。