[发明专利]一种直流无刷电机或交流永磁同步电机转子位置检测装置

说明书

本发明公开了一种直流无刷电机或交流永磁同步电机转子位置检测装置，包括设置在直流无刷电机或交流永磁同步电机外部的转子角位置双余度检测装置以及与转子角位置双余度检测装置连接的旋转变压器信号调理电路单元和磁旋编码器电平信号调理单元，以及与旋转变压器信号调理电路单元和磁旋编码器电平信号调理单元连接的数字信号处理器，所述转子位置双余度检测装置由旋转变压器组件和磁旋编码器组件构成。与现有技术相比，本发明能够同时满足直流无刷电机和永磁同步电机转子位置的检测需求，同时具有无刷直流电机换相电平信号和高精度角位置分辨率及零位再调整能力。在一种传感器失效情况下，系统仍可获得正确的转子角度，提高了系统的可靠性。

技术领域

本发明涉及伺服电机转子位置检测装置领域，特别是一种直流无刷电机或交流永磁同步电机转子位置检测装置。

背景技术

在电动执行机构领域，直流无刷电机和交流永磁同步电机已得到越来越广泛的应用。这两类伺服电机的控制系统，采用电子换相装置对绕组电流进行换相，因此必须获得转子相对于定子绕组的相对位置，通常通过角度传感器来检测。

三相六状态模式下的直流无刷电机通过内置于电机定子端面上均匀分布的三个霍尔元件来感知转子所处位置，在一个电周期内提供6种电平组合，对应不同的换相信号来控制三相绕组的导通与关断，实现最大转速和转矩输出。

交流永磁同步电机采用SVPWM控制技术使得三相绕组中的电流呈正弦波形状来获得更加平稳的工作特性。SVPWM的产生需要控制器实时精确获取转子磁场与定子电枢磁场的相对位置关系，通常利用旋转变压器进行测量。

中国专利公开号为CN102916635A的专利《无刷直流电机位置检测系统》提出一种利用霍尔元件和微处理器的构成无刷直流电机转子位置检测系统。该系统能够提供电机换相电平信号，但无法输出准确的角位置信息；中国专利公开号为CN202872710U的专利《一种交流无刷同步电机转子位置检测装置》利用磁盘和霍尔元件对电机转角进行细分，分辨率达到7.5°，但当转子磁极对数增多时该装置将无法使用。而且以上两种发明没有进行冗余设计，如果传感器发生故障，系统将无法正常运行。

从公开的文献看来，还没有一种具有冗余结构的测量装置能同时满足直流无刷电机或永磁同步电机转子位置的检测需求。

综述，目前存在的技术问题具体包括：a)没有一种检测装置能同时输出转子位置的电平信号和角位置信号，同时满足直流无刷电机或永磁同步电机换相控制需求；b)传感器没有冗余配置，一旦失效系统就无法正常工作；c)传感器通常集成在电机内部，受电机内部工作环境影响大，而且一旦电机加工完成，传感器零位难以进行再调整。

发明内容

本发明的目的是要解决现有技术中存在的不足，提供一种直流无刷电机或交流永磁同步电机转子位置检测装置，能够同时满足直流无刷电机和永磁同步电机转子位置的检测需求，同时具有无刷直流电机换相电平信号和高精度角位置分辨率及零位再调整能力。在一种传感器失效情况下，系统仍可获得正确的转子角度，提高了系统的可靠性。

为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：