無傳感器交流電動機控制技術提高了運行效率

圖3 使用向量控制的電動機驅動能夠提供最高的動態性能和速度可調范圍

內部電流回路計算了需要產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參考結構中所需求的三相交流定子電壓。

電動機的電流波形是正弦曲線，這可以產生平穩的扭矩，而且會減小機械震動和噪聲。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。

無傳感器控制
為了用向量控制模式控制交流電動機，可以使供電的頻率和轉子磁通的位置同步。無傳感器工作的本質是用計算速度和位置的方法替代傳感器。無傳感器控制改善了電動機控制的可靠性，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，而且有更多的先進功能。

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

在電冰箱中，常規控制只是簡單地開和關壓縮機來把溫度維持在預先設定的范圍。使用無傳感器永磁電動機控制，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見的噪聲，而且更低的平均工作速度有助于減少溫度循環周期，可以改善整體效率。

在洗衣機中，電動機的工作主要有兩個基本周期，即洗衣階段和甩干階段。在洗衣階段，電動機工作在低速狀態，具有很高的扭矩。在甩干階段，電動機在短時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于洗衣過程中負載分配的有價值信息。在啟動甩干階段之前，速度起伏用于估計負載平衡。調速電動機可以用于控制洗衣過程的速度浴盆曲線，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）進行數字化。A/D轉換器與PWM的重加載標志同步，但采樣時間根據實際PWM碼型的功能不同而不同。這樣的配置允許在一個PWM周期內，對直接控制總線電流和電壓模擬值進行多次轉換。

PWM模塊可以在一個中心對齊的配置中產生非對稱的PWM占空周期，以用于重建每個關鍵開關碼型中的三相電流。在數字信號控制器中，一個靈活的四路定時器模塊為每個時間事件提供定時。在一般的應用中，使用一個通道用于把PWM和A/D轉換器同步，另一個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一個隔離鏈路與前面板主控制單元通信。