一种基于调节PWM载波频率降低开关磁阻电机噪声的方法

1.一种基于调节PWM载波频率降低开关磁阻电机噪声的方法，将通过调速把和档位开关得到的调速信号和档位信号以及通过采样电阻检测到的开关磁阻电机的相电流信号和通过霍尔传感器检测到的开关磁阻电机的转子位置信号传递给外部信号处理电路，外部信号处理电路将处理过的信号传递给微处理器，微处理器将计算出的载波频率和占空比的PWM信号作为驱动信号输出给不对称半桥电路结构的功率变换器中的开关管，通过功率变换器中的开关管控制开关磁阻电机的调速运行；其特征在于：电机每运行一个周期时，在保证PWM波占空比不变的情况下，线性改变微处理器输出的PWM载波的频率，使得功率管的开关变化频率不固定，通过不断改变微处理器输出的PWM的载波频率，干扰激励周期性，进而破坏电磁力的周期性，以避免电磁力的频谱分量与定子的固有频率重合时引起的共振噪声；包括以下步骤：1)在开关磁阻电机运行之前，设置好PWM载波初始频率f 0 以及载波频率单位偏移量Δf和最大偏移量n*Δf，n表示载波频率的最大变化系数，Δf是在电机每运行一个周期时的时候，载波频率的变化量，n*Δf是PWM载波频率偏离基础频率f 0 的最大偏移值；2)在开关磁阻电机运行时，微处理器根据霍尔位置信号传感器获得的位置信号计算出电机转子位置θ r ，当电机旋转到转子凸极和定子凸极重合，改变PWM载波频率，转子位置θ r 随电机运行进行周期性变化，计算公式如下：f PWM ＝f 0 +m*Δf；其中f PWM 为PWM实际运行中的载波频率，m为载波频率的变化系数，取值范围为0，±1，±2…±n，随着电机旋转，m的值随着周期数的增加线性变化，当m取到最大值n或者最小值-n时，再反向线性变化；3)根据实际控制的开关磁阻电机的一个周期对应的机械角度大小和转子转过的机械角度进行比较，判断电机是否进入新的周期，如果进入新的周期，就更新PWM载波的频率，具体变化方式为：假设先使PWM载波频率随着电机周期的增加，在目前的PWM载波的频率基础上增加一个频率单位偏移量Δf，当PWM载波频率增加到最大值(f 0 +n*Δf)时，PWM载波的频率再随着电机周期的增加而减小，每次减小的值也为一个频率单位偏移量Δf，直至减小到最小值(f 0 -n*Δf)，再使PWM载波频率随着电机周期增加而增加，如此循环，如果电机没有进入新的周期，则保持PWM载波的频率不变；4)微处理器将计算好载波频率和占空比的PWM信号作为驱动信号输出给不对称半桥电路结构的功率变换器，根据控制程序的运行结果输出对应的上下功率管的开关信号，上功率管的开关控制信号是微处理器输出的调制过的PWM信号，下功率管的控制信号则是由微处理器直接输出的不含PWM的开关控制信号。 2.根据权利要求1所述的基于调节PWM载波频率降低开关磁阻电机噪声的方法，其特征在于：微处理器MCU采用STM32F103B作为主控芯片，电机的相电流采样采用康铜丝作为采样电阻，电机转子位置的检测采用脉冲式霍尔传感器US4881KUA。