[发明专利]一种永磁同步电机转子位置的检测装置及检测方法

摘要

一种永磁同步电机转子位置的检测装置及检测方法，装置由直流电压源、三相全桥逆变器、高阻值电阻及永磁同步电机构成，直流电压源给三相全桥逆变器供电，三相全桥逆变器连接永磁同步电机，直流电压源中点接地，永磁同步电机的中性点通过高阻值电阻接地。方法是：检测得到高阻值电阻两端的电压作为永磁同步电机中性点电压；确定永磁同步电机端电压，用端电压减去中性点电压，得到相电压；用相电压及通过电流传感器测得的永磁同步电机三相相电流，计算得到永磁同步电机三相相反电势；用三相相反电势和电机反电势系数计算得到永磁同步电机角速度；对角速度积分得到电机转子位置。本发明解决了永磁同步电机闭环控制中电机转子位置实时准确检测的问题。

主权项

1.一种永磁同步电机转子位置检测装置的检测方法，基于的检测装置包括直流电压源、三相全桥逆变器和高阻值电阻，其中，所述直流电压源为三相全桥逆变器提供电源，且直流电压源的中点接地；所述三相全桥逆变器连接永磁同步电机，而永磁同步电机的中性点经由电阻值大于100MΩ的高阻值电阻接地；所述三相全桥逆变器由三条支路并联而成，各条支路均包含相互串联的两个MOS管，且各MOS管均连接有反并联二极管，所述三相全桥逆变器的三条支路分别连接永磁同步电机的A、B、C三相；其特征在于，所述检测方法包括如下步骤：(1)检测高阻值电阻两端的电压，作为永磁同步电机中性点电压；(2)根据三相全桥逆变器导通过程和续流过程功率管及续流二极管的通断状态，确定永磁同步电机三相端电压，用所述端电压减去中性点电压，得到永磁同步电机三相相电压；(3)检测永磁同步电机A、B、C三相相电流，结合前述三相相电压，根据相电压平衡方程计算三相相反电势；(4)计算永磁同步电机角速度；(5)计算永磁同步电机转子位置；其中，所述步骤(2)中，永磁同步电机三相端电压的确定方法是：首先判断三相全桥逆变器工作在导通过程还是续流过程，当工作在导通过程，三相端电压通过功率管的状态确定：若某相的上桥臂功率管开通，则该相端电压数值为直流电压源幅值的1/2、极性为正，若某相的下桥臂功率管开通，则该相端电压数值为直流电压源幅值的1/2、极性为负；当工作在续流过程，三相端电压通过续流二极管的状态确定：若某相的上桥臂续流二极管开通，则该相端电压数值为直流电压源幅值的1/2、极性为正，若某相的下桥臂续流二极管开通，则该相端电压数值为直流电压源幅值的1/2、极性为负；所述判断三相全桥逆变器工作在导通过程还是续流过程的方法是：检测三相全桥逆变器功率管是否全部关断，当三相全桥逆变器功率管不是全部关断时，则表明三相全桥逆变器处于导通过程；当三相全桥逆变器功率管全部关断，则表明三相全桥逆变器处于续流过程；所述步骤(3)中计算三相相反电势的方法是：利用电流传感器检测永磁同步电机三相相电流ia、ib、ic，再结合步骤(2)中的三相相电压ua、ub、uc，根据下式永磁同步电机相电压平衡方程，计算得到永磁同步电机三相相反电势ea、eb、ec：其中，Ra、Rb、Rc分别为永磁同步电机三相相电阻，La、Lb、Lc分别为永磁同步电机三相相电感；所述步骤(4)计算永磁同步电机角速度的方法是，采用所述永磁同步电机A、B、C三相相反电势ea、eb、ec，以及永磁同步电机反电势系数Ke，利用下式计算得到永磁同步电机角速度ω：所述步骤(5)计算永磁同步电机转子位置的方法是，对永磁同步电机角速度积分得到电机转子位置θ：θ＝∫ωdt。