[发明专利]用于位置伺服系统的无刷电机转子位置检测装置及方法

摘要

本发明属于位置伺服控制技术领域，具体涉及一种用于位置伺服系统的无刷电机转子位置检测装置及方法。该方法利用位置伺服系统中的位移传感器对无刷电机的转子位置传感器进行冗余，微控制电路将转子位置信号与传动机构的位移信号数据进行一一对比，并建立对应关系，工作时不断采集无刷电机的转子位置信号和传动机构的位移信号，并判断转子位置传感器是否发生故障，如果发生故障，则通过建立的对应关系，通过传动机构的位移信号拟合出无刷电机的转子位置信号，并与上位机或外部指令信号、相电流信号一起进行位置伺服系统的闭环控制。本发明在不增加额外传感器的同时，当位置传感器发生故障时，仍可以降功能使用，提高了无刷电机运转的可靠性。

主权项

一种用于位置伺服系统的无刷电机转子位置检测装置，其特征在于：该装置包括：相电流检测电路，用于检测无刷电机的相电流，将无刷电机的两相电流信号变换为电压信号并传输给信号调理电路；位移传感器，用于采集传动机构的位移信号，并将其传输给信号调理电路；信号调理电路，用于将接收到的各个模拟信号进行滤波和幅值变换，并传输给模/数转换电路；模/数转换电路，用于将接收的模拟信号变换为数字信号并传输给微控制电路；安装在无刷电机轴上的转子位置传感器，用于采集无刷电机的转子位置信号并将其传输给转子位置调理电路；转子位置调理电路，用于将接收到的模拟信号转换成与微控制电路相匹配的数字信号；微控制电路，用于接收上位机或外部指令信号，与相电流信号和转子位置信号一起进行位置伺服系统的闭环控制，并依其控制量的输出调制产生脉宽调制波形，并按照无刷电机转子实际位置确定各脉宽波形的相序逻辑，输出给功率主电路；还用于将无刷电机的转子位置信号与传动机构的位移信号数据进行一一对比，并建立对应关系，工作时不断采集无刷电机的转子位置信号和传动机构的位移信号，并判断转子位置传感器是否发生故障，如果发生故障，则通过建立的无刷电机的转子位置信号与传动机构的位移信号的关系，通过传动机构的位移信号拟合出无刷电机的转子位置信号，并与上位机或外部指令信号、相电流信号一起进行位置伺服系统的闭环控制；功率主电路，用于接收微控制电路发送的脉宽调制信号，经过隔离和信号 放大后控制功率主电路各功率器件按照设定的逻辑开关时序和时间进行开关，将直流侧电压逆变成三相电压信号，控制无刷电机运转；控制电源，用于为微控制电路、信号调理电路、功率主电路供电；动力电源，用于为功率主电路供电；电源电路，用于将控制电源的输入变换为微控制电路、信号调理电路、功率主电路的模拟和数字供电。