[发明专利]一种多路线性霍尔转子位置检测以及补偿矫正系统及方法

说明书

一种多路线性霍尔转子位置检测以及补偿矫正系统及方法，其中系统包括主控单元，驱动单元，电机单元以及信号处理单元；所述的电机单元包括安装电机定子上用于检测所述正弦空间磁场的5个线性霍尔元件；根据控制精度要求，选择其中的2个、3个或者全部与信号处理单元连接；线性霍尔元件分别实时输出不同区间不同电角度的表示转子位置的电压信号输送至信号处理单元；信号处理单元对接收的表示转子位置的电压信号进行滤波处理以及电压幅值调整，之后发送至主控单元；主控单元根据接收的信号计算所述电机转子的位置，进一步进行滤波及补偿校正后产生电机驱动信号至驱动单元；所述的驱动单元将电机驱动信号进行放大隔离后输送至电机。

技术领域

本发明属于电机控制以及电力电子领域，具体涉及的是一种多路线性霍尔转子位置检测以及补偿矫正技术，是线性霍尔在电机应用中控制技术的创新。

背景技术

无刷直流电机是一种新型的机电一体化电机，不仅结构简单、运行可靠、维护方便，还具有起动转矩大、效率高、寿命长、调速性能良好等优点，在医疗、家用电器、智能设备等各领域得到了广泛的应用。其中电机的转子位置的检测正确可靠，对缩短电机的启动时间和增加电机的启动成功率起到非常关键的作用。同时这些应用领域对电动机转子位置传感器的精度及可靠性的要求比较高。现有技术中，无刷直流电动机的位置检测装置有：离散霍尔传感器、线性霍尔传感器，旋转变压器。离散霍尔传感器在一个电角度周期提供六个位置，位置精度低，采用此位置检测装置，电机转矩脉动大、速度计算精度低。旋转变压器可靠性及位置检测精度都很高，但其同样价格昂贵，且解码算法复杂，需要采用硬件芯片解码，虽然电路简单，但解码芯片价格昂贵。线性霍尔传感器一般都是1路，2路或者3路，采用一个线性霍尔所产生的电压信号来看，在一个正弦波信号周期内，同一电压值将对应两个角度值，而无法直接获得转子的位置信号，然而两路霍尔或者三路霍尔虽然可以获取转子位置信号，但是其输出的精度不够高，不能实现对永磁同步电机速度和电流的精确控制。

现有技术中，无刷直流电动机的位置检测装置有：离散霍尔传感器、线性霍尔传感器，旋转变压器。离散霍尔传感器在一个电角度周期提供六个位置，位置精度低，采用此位置检测装置，电机转矩脉动大、速度计算精度低。旋转变压器可靠性及位置检测精度都很高，但其同样价格昂贵，且解码算法复杂，需要采用硬件芯片解码，虽然电路简单，但解码芯片价格昂贵。线性霍尔传感器一般都是1路，2路或者3路，采用一个线性霍尔所产生的电压信号来看，在一个正弦波信号周期内，同一电压值将对应两个角度值，而无法直接获得转子位置的电压信号，然而两路霍尔或者三路霍尔虽然可以获取转子位置信号，但是其输出的精度不够高，不能实现对永磁同步电机速度和电流的精确控制。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，一种多路线性霍尔转子位置检测以及补偿矫正技术，可以在电机转子位置检测的应用里，准确的测量转子的每一个位置，保证了测量转子位置信号的精度，实现对永磁同步电机速度和电流的精确控制。保证了低速控制的准确性能。

本发明的技术解决方案是：一种多路线性霍尔转子位置检测以及补偿矫正系统，包括主控单元，驱动单元，电机单元以及信号处理单元；

所述的电机单元包括安装电机定子上用于检测所述正弦空间磁场的5个线性霍尔元件；根据控制精度要求，选择其中的2个、3个或者全部与信号处理单元连接；

线性霍尔元件分别实时输出不同区间不同电角度的表示转子位置的电压信号输送至信号处理单元；

信号处理单元对接收的表示转子位置的电压信号进行滤波处理以及电压幅值调整，之后发送至主控单元；

主控单元根据接收的信号计算所述电机转子的位置，进一步进行滤波及补偿校正后产生电机驱动信号至驱动单元；

所述的驱动单元将电机驱动信号进行放大隔离后输送至电机。