[发明专利]一种永磁同步电机初始磁极位置辨识和断线检测方法

权利要求书

1.一种永磁同步电机初始磁极位置辨识和断线检测方法，其特征在于，带UVW磁极信号的增量式编码器与永磁同步电机转子同轴安装，其输出U、V、W信号至选通模块，并输出A、B、Z三相差分信号至MAX14891E模块，MAX14891E模块将A、B、Z三相差分信号转化为三相单端信号DA、DB、DZ输出至PFGA模块，并输出三相差分信号的开路与短路故障检测结果FLT_A、FLT_B和FLT_Z至选通模块，选通模块选择性输出U、V、W信号和开路与短路故障检测结果FLT_A、FLT_B、FLT_Z至PFGA模块，FPGA模块定位永磁同步电机的转子初始位置，并解析永磁同步电机的实时转速和方向；

MAX14891E模块是带故障检测的高数据率、低噪声四通道RS-485/RS-422接收器，该模块是带故障检测的多路比较器，能够将滤波模块输出的A、B、Z三相差分信号转化为三相单端信号DA、DB、DZ，并输出三相差分信号的开路与短路故障检测结果FLT_A、FLT_B和FLT_Z；

带UVW磁极信号的增量式编码器与选通模块之间设有滤波模块，滤波模块用于削弱噪声对A、B、Z三相差分信号的影响，以减小对永磁同步电机的测速偏差；

所述FPGA模块选用Altera公司的10M08SCU169I7G芯片，包括初始磁极位置辨识及断线检测模块和解码模块，初始磁极位置辨识及断线检测模块依据选通模块传送的U、V、W信号定位永磁同步电机的转子初始位置，依据选通模块传送的三相差分信号的开路与短路故障检测结果判定带UVW磁极信号的增量式编码器1引出的A+、A-、B+、B-、Z+、Z-共6根线与滤波模块的接触状态，解码模块则依据MAX14891E模块输出的三相单端信号DA、DB、DZ解析出永磁同步电机的实时转速和方向；

所述选通模块的电路利用TI公司SN74LVC8T245芯片的可关断功能和电平转换功能，其中，选通过程具体包括以下步骤：第一步，永磁同步电机伺服控制系统初始上电时，将使能信号EN置高，SN74LVC8T245芯片不工作，所述选通模块将MAX14891E模块处理的三相差分信号的开路与短路故障检测结果FLT_A、FLT_B、FLT_Z信号送入初始磁极位置辨识及断线检测模块，判定带UVW磁极信号的增量式编码器引出的A+、A-、B+、B-、Z+、Z-共6根线与滤波模块的接触状态，若FLT_A、FLT_B、FLT_Z信号均为高电平，则A+、A-、B+、B-、Z+、Z-共6根线与滤波模块均接触良好，若FLT_A、FLT_B、FLT_Z信号某一个或几个信号为低电平，则需核查带UVW磁极信号的增量式编码器与滤波模块的接线状态，在均接触良好的前提下，FLT_A、FLT_B、FLT_Z信号均为高电平，不会对初始磁极位置辨识结果产生影响；第二步，将使能信号EN置低，SN74LVC8T245芯片被使能，选通模块将带UVW磁极信号的增量式编码器的U、V、W信号送入初始磁极位置辨识及断线检测模块，判定永磁同步电机的转子初始位置；第三步，使能信号EN保持高电平，保证SN74LVC8T245芯片一直不工作，即选通模块持续将MAX14891E模块实时处理的三相差分信号的开路与短路故障检测结果FLT_A、FLT_B、FLT_Z信号送入初始磁极位置辨识及断线检测模块，持续监测带UVW磁极信号的增量式编码器引出的A+、A-、B+、B-、Z+、Z-共6根线与滤波模块的接触状态。

2.根据权利要求1所述的永磁同步电机初始磁极位置辨识和断线检测方法，其特征在于，滤波模块采用结构对称的有源滤波器或无源滤波器。