[发明专利]一种永磁同步电机转子位置的检测装置及检测方法

说明书

一种永磁同步电机转子位置的检测装置及检测方法，装置由直流电压源、三相全桥逆变器、高阻值电阻及永磁同步电机构成，直流电压源给三相全桥逆变器供电，三相全桥逆变器连接永磁同步电机，直流电压源中点接地，永磁同步电机的中性点通过高阻值电阻接地。方法是：检测得到高阻值电阻两端的电压作为永磁同步电机中性点电压；确定永磁同步电机端电压，用端电压减去中性点电压，得到相电压；用相电压及通过电流传感器测得的永磁同步电机三相相电流，计算得到永磁同步电机三相相反电势；用三相相反电势和电机反电势系数计算得到永磁同步电机角速度；对角速度积分得到电机转子位置。本发明解决了永磁同步电机闭环控制中电机转子位置实时准确检测的问题。

技术领域

本发明涉及一种永磁同步电机，尤其涉及一种永磁同步电机转子位置的检测装置及检测方法，属于永磁同步电机控制领域。

背景技术

永磁同步电机具有结构简单、功率密度高、控制简单等诸多优点。近年来，永磁同步电机在高性能调速系统和伺服控制系统等工业领域中得到了日益广泛的应用。

永磁同步电机闭环控制中，转子位置的检测对于电机的稳定运行具有重要的影响。若转子位置检测不准，将导致永磁同步电机调速精度差、伺服效果不良，严重时会使永磁同步电机不能正常运行。特别是对于应用最为广泛的永磁同步电机矢量控制，电机转子位置信息更是影响矢量控制效果的关键因素。目前，公知的现有技术，一是采用霍尔传感器、光电编码器等各种传感器检测电机转子位置，但这种方法硬件成本高，且会降低电机控制系统可靠性；另一种方法利用电机电压、电流信号，通过各种观测器方法观测电机转子位置，但这种方法算法往往非常复杂，难以实际应用。

因此，现有技术的转子位置检测效果与实际值差别较大，难以满足永磁同步电机闭环控制要求。如何实时准确检测永磁同步电机转子位置，是现有技术有待解决的问题。

发明内容

技术问题：本发明的目的是为了解决永磁同步电机闭环控制中电机转子位置难以实时准确检测的问题，而提出一种永磁同步电机转子位置的检测装置及检测方法。

技术方案：为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种永磁同步电机转子位置的检测装置，用于检测永磁同步电机的转子位置；所述装置包括直流电压源、三相全桥逆变器和高阻值电阻，其中，所述直流电压源为三相全桥逆变器提供电源，且直流电压源的中点接地；所述三相全桥逆变器连接永磁同步电机，而永磁同步电机的中性点经由高阻值电阻接地。

上述所述三相全桥逆变器由三条支路并联而成，各条支路均包含相互串联的两个MOS管，且各MOS管均连接有反并联二极管，所述三相全桥逆变器的三条支路分别连接永磁同步电机的A、B、C三相。

上述所述高阻值电阻是指电阻值大于100MΩ的电阻器件。

为达到上述目的，本发明采用的另一技术方案是：

一种永磁同步电机转子位置的检测装置的检测方法，包括如下步骤：

(1)检测高阻值电阻两端的电压，作为永磁同步电机中性点电压；

(2)根据三相全桥逆变器导通过程和续流过程功率管及续流二极管的通断状态，确定永磁同步电机三相端电压，用所述端电压减去中性点电压，得到永磁同步电机三相相电压；

(3)检测永磁同步电机A、B、C三相相电流，结合前述三相相电压，根据相电压平衡方程计算三相相反电势；

(4)计算永磁同步电机角速度；

(5)计算永磁同步电机转子位置。