[发明专利]一种陀螺永磁同步电机无传感器控制系统

摘要

一种陀螺永磁同步电机无传感器控制系统，包括速度环、电流环，速度环包括锁相环Ⅱ、分频模块、反电势过零比较电路、相反电势提取电路，电流环包括锁相环Ⅰ、正弦波电流发生器、电流控制器、功率线性放大电路、电流检测电路，相反电势提取电路产生相反电势信号，相反电势过零比较电路产生过零脉冲信号，分频模块分频得到机械频率方波信号，锁相环Ⅱ生成正弦波电流发生器幅值给定，锁相环Ⅰ生成正弦波电流发生器频率给定，正弦波电流发生器产生电流环的给定正弦电流，电流检测电路采集相电流信号，电流控制器得到运算结果后进行放大并送至外部陀螺永磁同步电机，完成电机驱动控制。

主权项

1.一种陀螺永磁同步电机无传感器控制系统，其特征在于包括速度环、电流环，速度环包括锁相环Ⅱ、分频模块、反电势过零比较电路、相反电势提取电路，电流环包括锁相环Ⅰ、正弦波电流发生器、电流控制器、功率线性放大电路、电流检测电路，其中相反电势提取电路，接收外部陀螺永磁同步电机输出的端电压信号后得到相反电势信号，并将相反电势信号送至反电势过零比较电路，其中，相反电势提取电路的构造基于外部陀螺永磁同步电机的端电压方程；反电势过零比较电路，对相反电势信号进行过零比较得到过零脉冲信号，并将过零脉冲信号分别送至电流环中的锁相环Ⅰ、速度环中的分频模块；分频模块，接收过零脉冲信号后进行分频得到机械频率方波信号并送至锁相环Ⅱ；锁相环Ⅱ，从外部获取给定方波，然后对机械频率方波信号与给定方波信号进行鉴相、低通滤波，得到代表陀螺永磁同步电机实际转速与陀螺永磁同步电机参考转速差的数字量，并将代表转速差的数字量送至电流环中的正弦波电流发生器，作为正弦电流幅值给定；所述的给定方波信号的频率等于陀螺永磁同步电机参考转速对应的机械频率；锁相环Ⅰ，对过零脉冲信号进行倍频产生频率给定并送至正弦波电流发生器；同时对频率给定、过零脉冲信号进行锁相，以使得给定正弦电流与相反电势信号的相位对齐；其中，频率给定与过零脉冲信号的倍频数等于外部陀螺永磁同步电机转子0至360度电角度的等分数；正弦波电流发生器，接收频率给定后使用计数器产生正弦表寻址，根据正弦表寻址查找正弦表得到外部陀螺永磁同步电机当前转子位置对应的正弦值，然后将当前正弦值与正弦电流幅值给定的乘积，作为给定正弦电流值送至DA转换器；所述的计数器为周期性计数，最大计数值等于外部陀螺永磁同步电机转子0至360度电角度的等分数；所述的正弦表包括0至360度所有角度对应的正弦值；DA转换器，对给定正弦电流值进行数模转换，得到给定正弦电流波形并送至电流控制器；电流检测电路，采集外部陀螺永磁同步电机输出的相电流信号并送至电流控制器；电流控制器，对相电流信号、给定正弦电流波进行比例积分运算，得到的运算结果送至功率线性放大电路；功率线性放大电路，对电流控制器运算结果进行功率放大后送至外部陀螺永磁同步电机，完成电机驱动控制。