[发明专利]确定永磁同步电机转子角度位置的方法、装置及电机

说明书

本发明提出了一种确定永磁同步电机转子角度位置的方法、装置及永磁同步电机。永磁同步电机设置有多个霍尔位置传感器，以及设置有极对数为永磁同步电机的极对数的二倍的霍尔磁环，霍尔位置传感器用于输出霍尔位置信号，方法包括：在永磁同步电机上电且处于停止状态时，获取霍尔位置信号电平，根据霍尔位置信号电平确定初始霍尔角度位置以及初始扇区值；在初始霍尔角度位置的q轴方向加入电流以使永磁同步电机旋转，并记录扇区变化；根据扇区变化值，确定永磁同步电机的旋转方向以及霍尔位置标志位；根据霍尔位置标志位和初始霍尔角度位置，确定永磁同步电机的转子角度位置。

技术领域

本发明涉及永磁同步电机技术领域，具体而言，涉及一种确定永磁同步电机转子角度位置的方法、装置及永磁同步电机。

背景技术

永磁同步电机的闭环控制是建立在多种控制变量可测的情况下实现的，如转速环和转矩环需要的反馈变量包括转速、转角和电流。其中，为了调节转子速度和位置，一般需要在电机转子轴端安装具有较高精度的位置传感器(如光电编码器和旋转变压器)用于转速和位置闭环控制，位置传感器的使用保证了电机的控制效果，但也存在系统成本增加、系统可靠性降低的缺点。低分辨率位置传感器永磁同步电机驱动技术是一种能够保证电机运行性能，同时有效控制系统成本，提高系统可靠性的转子位置检测技术，但其存在位置信息分辨率低、转速测算连续性差及滞后严重等缺点。

例如，在相关技术中永磁同步电机霍尔位置信号电平获取方案为：通过与永磁同步电机相同极对数的霍尔磁环检测永磁同步电机转子位置，霍尔磁环的极对数与永磁同步电机极对数相同，保证霍尔检测的角度与电机电角度完全对应。有三个相位互差120°的霍尔元件输出霍尔位置信号，如图1所示，霍尔位置信号1、2、3分别对应电机三相A、B、C。为了方便使用，对于霍尔磁环的安装有一定的要求，需要保证霍尔信号1的上限沿对应电机A相反电势的反向过零点。通过边沿捕获，能够获取电机的转子位置，其中六个扇区值2-3-1-5-4-6对应0°至180°(三个霍尔位置信号的电平分别为010，则扇区值为2，三个霍尔位置信号的电平分别为011，则扇区值为3，以此类推)。可以看出相关技术中永磁同步电机霍尔位置获取方案的位置分辨率为60°电角度，这对于要求较高的低速控制场合不能满足应用要求。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的一个方面在于提出了一种确定永磁同步电机转子角度位置的方法。

本发明的另一个方面在于提出了一种确定永磁同步电机转子角度位置的装置。

本发明的再一个方面在于提出了一种永磁同步电机。

有鉴于此，根据本发明的一个方面，提出了一种确定永磁同步电机转子角度位置的方法，永磁同步电机设置有多个霍尔位置传感器，以及设置有极对数为永磁同步电机的极对数的二倍的霍尔磁环，霍尔位置传感器用于输出霍尔位置信号，方法包括：在永磁同步电机上电且处于停止状态时，获取霍尔位置信号电平，根据霍尔位置信号电平确定初始霍尔角度位置以及初始扇区值；在初始霍尔角度位置的q轴方向加入电流以使永磁同步电机旋转，并记录扇区变化值；根据扇区变化值，确定永磁同步电机的旋转方向以及霍尔位置标志位；根据霍尔位置标志位和初始霍尔角度位置，确定永磁同步电机的转子角度位置。