[发明专利]估算电机中的转子角度的设备及方法

说明书

提供了一种用于估算电机中转子角度的设备和方法。该设备包括传感器，测量包含脉动的电机的旋转角度“θ_in”；D‑Q转换器，将所述旋转角度θ_in转换为D轴转换角度；以及锁相环(PLL)块，根据PLL算法对所述D轴转换角度执行比例积分控制，以估算所述脉动已去除的旋转角度“θ_out”。根据本发明，可使用低成本巨磁阻(GMR)传感器代替传统的昂贵传感器来精确估算电机的转子角度，从而实现了更高的成本效益。

相关申请的交叉引用

本申请要求享有于2016年8月17日提交的申请号为10-2016-0104221的韩国专利申请的优先权，所述申请的全部公开通过引用结合于此。

技术领域

本发明涉及一种估算电机中的转子角度的设备和方法，并且更具体地，涉及一种估算电机中转子角度(或转子位置)的设备和方法。

背景技术

在矢量控制方法中，驱动同步电机或感应电机需要用传感器测量转子的角度或转子的转速。

通常，编码器或解析器被广泛用作为测量转子角度或转子转速的传感器。

编码器或解析器等传感器是相对精确的，并且较少被诸如振动和磁场的扰动所影响，但是昂贵。

因此，将昂贵传感器应用于电机系统以估算电机的转子角度导致价格竞争力降低。

发明内容

因此，本发明提供了一种使用低成本巨磁阻(GMR)传感器来估算电机的转子角度的设备和方法。

在一个一般的方面，一种用于估算电机中转子角度的设备包括：传感器，测量包含脉动的电机的旋转角度“θ_in”；D-Q转换器，将所述旋转角度“θ_in”转换为D轴转换角度；以及锁相环(PLL)块，根据PLL算法对所述D轴转换角度执行比例积分控制，以估算所述脉动已去除的旋转角度“θ_out”。

在另一个一般的方面，一种用于估算电机中转子角度的方法包括：使用传感器测量包括脉动的电机的旋转角度“θ_in”；将所述旋转角度“θ_in”转换为可在DQ轴坐标系中表示的D轴转换角度；以及对所述D轴转换角度执行比例积分控制，以估算所述脉动已去除的旋转角度“θ_out”。

从以下详细描述、附图和权利要求书中，其他特征和方面将是显而易见的。

附图说明

图1和2示出了应用于本发明实施例的电机和GMR传感器之间配置结构的示意图。

图3示出了图1和2所示的GMR传感器的角度检测原理的示意图。

图4示出了GMR传感器中内建的数字信号处理器(DSP)的输入和输出的示意图。

图5示出了包含于GMR传感器的输出中的脉动成分的波形图。

图6示出了根据本发明实施例去除包含于由GMR传感器测量的旋转角度中的脉动所用的信号处理单元的内部配置的框图。

图7和8是根据本发明实施例实现锁相环(PLL)时的优点的波德图。

图9示出了从现有技术中包含脉动的转子旋转角度以及本发明实施方式中已去除脉动的转子旋转角度而获得的转速的波形图。

图10是现有技术中基于包含脉动的旋转角度来控制电机时所显示的电机的相电流波形。

图11是本发明实施例中基于已去除脉动的旋转角度来控制电机时所显示的电机的相电流波形。

图12示出了根据本发明实施例估算电机中转子角度的方法的流程图。