[发明专利]一种永磁无铁芯电机检测系统及控制方法

权利要求书

1.一种永磁无铁芯电机检测系统，其特征在于，包括电源（1）；功率模块（2）；PWM发生器（3）；控制器（4）；编码器（5）；显示屏（6）；永磁无铁芯电机（7）；温度传感器（8）；按键（9）；电压测量电路（10）；补偿导线（11）；热电偶测量点（12）。

2.所述电源（1）连接功率模块（2），为永磁无铁芯电机（7）供电；所述控制器（4）通过PWM发生器（3）连接用于驱动永磁无铁芯电机（7）运行的功率模块（2）；所述控制器（4）还分别连接有直流电压采样电路、负载电压电流采样电路、热电偶测量点（11）、编码器（5）、显示屏（6）和按键（9）；直流电压采样电路采集母线电压，负载电压电流采样电路采集负载电压电流，编码器（5）采集永磁无铁芯电机（7）的转速，热电偶测量点（12）采集永磁无铁芯电机（7）的内部温度。

3.根据权利要求1所述的一种永磁无铁芯电机检测系统，其特征在于，所述热电偶测量依次由热电偶测量点（12）、补偿导线（11）、电压测量电路（10）组成，所述电压测量电路（10）连接至控制器（4）。

4.根据权利要求1所述的一种永磁无铁芯电机检测系统，其特征在于，所述显示屏（6）和按键（9）用于人机交互，通过显示屏（6）和按键（9）实现对永磁无铁芯电机（7）的控制、测试、信号检测、参数设置和温度数据显示功能。

5.根据权利要求1所述的一种永磁无铁芯电机检测系统，其特征在于，控制器（4）由多核ARM构成，FPGA实现整个检测系统的控制，ARM实现人机交互和通讯。

6.根据权利要求1所述检测系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步、启动永磁无铁芯电机；

第二步、设定永磁无铁芯电机的工作参考转速为vref，永磁无铁芯电机相绕组间温度差值设为0℃；

第三步、控制器通过直流电压采样电路实时采集母线电压vdc，通过负载电压电流采样电路实时采集负载电压v(t)、电流i(t)，控制器通过编码器实时采集编码器的输出脉冲，根据公式n=60M1/PTc或n=60f0/PM2计算出电机的转速n；其中P为编码器每转输出脉冲个数；M1为时间Tc内编码器输出的脉冲个数；f0为高频时钟脉冲频率；M2为反映测速时间的高频时钟脉冲个数；

第四步、根据设定转速，通过转向半径与车身宽度，得到内外轮速度完成转速设定；

第五步、根据PI调节将得到的速度误差作为电流环设定值，通过clarke变换得到静止坐标系电流信号，再通过park变换变为旋转坐标电流信号；

第六步、控制器通过热电偶采集永磁无铁芯电机的实时温度TA、TB、TC；

第七步、根据公式TAV=(TA+TB+TC）/3算出三相的平均温度，即参考温度，然后通过公式ITA=k（TAV-TA）、ITB=k（TAV-TB）、ITC=k（TAV-TC）算出每一相的补偿值，其中，k为补偿系数；

第八步、根据公式IA=IA0+ITA、IB=IB0+ITB、IC=IA0+ITC算出最终的控制参量；

第九步、将控制参量换算成控制信号PWMA、PWMB、PWMC，驱动永磁无铁芯电机工作在恒速、三相平衡的状态；

第十步、判断永磁无铁芯电机是否存在故障，如果否，则进行开关机判断；

第十一步、判断永磁无铁芯电机是否关机，如果否，则继续闭环控制流程；

第十二步、封闭永磁无铁芯电机驱动脉冲，永磁无铁芯电机（4）停机。