[发明专利]一种电机转子位置获取方法及系统

说明书

本发明公开一种电机转子位置获取方法及系统，方法包括：获取旋转变压器励磁信号、电机轴上旋转变压器输出的正弦调制信号及余弦调制信号、预设解调信号；根据旋转变压器励磁信号、正弦调制信号、余弦调制信号，对预设解调信号进行相位补偿，生成解调信号；利用解调信号，对正弦调制信号、余弦调制信号进行相敏解调处理，生成正弦低频包络信号及余弦低频包络信号；利用锁相环对正弦低频包络信号、余弦低频包络信号进行解码处理，生成电机转子解码角度。本发明利用相敏解调方法及锁相环对电机转子位置进行实时追踪，为电机驱动提供准确位置信息，提高了解码精度、解码速度；对预设解调信号进行相位补偿，避免了由于相位滞后导致该方法失效情况发生。

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，具体涉及一种电机转子位置获取方法及系统。

背景技术

新能源汽车具有能量利用效率高、清洁无污染、结构简单等优点，在全世界范围内得到了广泛的发展和使用。永磁同步电机广泛应用于新能源汽车行业，其控制系统常采用转子磁链定向矢量控制，转子位置的检测精度直接影响到控制系统的性能好坏。旋转变压器作为一种位置传感器，具有可靠性高、抗震、抗湿、适用于恶劣工作场所等优点，被广泛应用于永磁同步电机控制系统中，其中磁阻式旋转变压器结构简单，只包含铜线及硅钢片，对温度变化及外部场的干扰不敏感，越来越广泛地应用于新能源汽车行业。在电机控制系统中，当前业界应用最广泛的电机转子位置信息采集方法是基于集成解码芯片的硬件旋变-数字变换器(Resolver-to-Digital Converter,RDC)技术，但其价格昂贵、抗扰性差，容易受旋转变压器安装偏心、正余弦绕组非正交、调理电路非对称、幅值误差等非理想因素影响，需要修改硬件电路来调整参数，且受硬件解码技术限制，在16位分辨率模式下，单极电机最高解码转速只能达到7324r/min。采用纯模拟电路实现电机转子位置采集功能的RDC技术，中间过程无需D/A转换即可获取位置信息，然而却大大增加了控制板的体积和重量，同时由于采用了太多的电子元件，难以保证两路电路的一致性，且RDC系统中存在相位滞后问题，因此而产生误差的可能性也大大增加。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的电机转子位置信息采集方法误差大、不易控制等缺陷，从而提供一种电机转子位置获取方法及系统。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

第一方面，本发明提供一种电机转子位置获取方法，包括如下步骤：获取旋转变压器励磁信号、电机轴上的旋转变压器输出的正弦调制信号及余弦调制信号、及预设解调信号；根据旋转变压器励磁信号、正弦调制信号及余弦调制信号，对预设解调信号进行相位补偿处理，生成解调信号；利用解调信号，对正弦调制信号及余弦调制信号进行相敏解调处理，生成正弦低频包络信号及余弦低频包络信号；利用锁相环对正弦低频包络信号及余弦低频包络信号进行解码处理，生成电机转子解码角度。

在一实施例中，根据旋转变压器励磁信号、正弦调制信号及余弦调制信号，对预设解调信号进行相位补偿处理，生成解调信号的过程，包括如下步骤：对正弦调制信号及余弦调制信号进行模数转换处理，生成正弦调制数字信号及余弦调制数字信号；对正弦调制数字信号、余弦调制数字信号及旋转变压器励磁信号进行过零点检测，获取各自对应的过零点；将正弦调制数字信号过零点、余弦调制数字信号过零点分别与旋转变压器励磁信号过零点进行比较，生成两个延迟初相角；将两个延迟初相角中较大的一个作为延迟相角，对预设解调信号进行相位补偿处理，生成解调信号。

在一实施例中，利用解调信号，对正弦调制信号及余弦调制信号进行相敏解调处理，生成正弦低频包络信号及余弦低频包络信号的过程，包括如下步骤：利用零阶保持器将正弦调制信号转换成正弦调制连续信号，将余弦调制信号转换成余弦调制连续信号；利用第一乘法器将正弦调制连续信号及余弦调制连续信号，分别与解调信号相乘，生成包含低频转子信息项和2倍励磁频率项的正弦叠加信号及余弦叠加信号；利用低通滤波器滤除正弦叠加信号及余弦叠加信号中的高频信号，生成正弦低频包络信号及余弦低频包络信号。