[實用新型]電機的矢量控制電路

有效

• 申請號: 200720126539.7
• 申請日: 2007-08-13
• 公開（公告）號: CN201113891Y
• 公開（公告）日: 2008-09-10
• 發明（設計）人: 劉兆祥
• 申請（專利權）人: 海信(北京)電器有限公司
• 主分類號: H02P21/00
• 分類號: H02P21/00
• 代理公司: 北京金信立方知識產權代理有限公司
• 代理人: 殷雷

技術領域

本實用新型涉及一種電機的控制電路，具體地說，涉及一種無傳感器永磁無刷電機的矢量變頻控制電路。

背景技術

現有技術中由于永磁無刷電機轉子位置的確定，需要準確檢測到電動機三相輸入的電流，除采用電流傳感器外，另外一種常用的方法是在功率模塊的共地端增加三個或兩個電阻，通過檢測電阻上的電壓，來計算出電阻上流過的電流，進而確定電機的三相輸入電流，這種電路的結構比較復雜，并且成本也比較高；在檢測過程中都有一個采樣和轉換過程，如果這個過程中的電流檢測不到，就會出現異常停機或者無法驅動或者性能變差的情況。

發明內容

本實用新型的目的在于克服以上缺陷，提供了一種功率模塊和CPU之間設置一個電阻，通過檢測該電阻的電流確定各相電流，并且能很好地處理采樣和轉換過程中電流值的電流檢測方法。

本實用新型的電機的矢量控制電路的技術方案是這樣的：其包括CPU、功率模塊，功率模塊和CPU連接，功率模塊和電機連接，其特征在于：在功率模塊的共地端連接有一個電阻，功率模塊的共地端和CPU連接。

功率模塊的共地端和CPU之間設置電流放大器。

CPU包括PARK變換、PARK反變換模塊、電壓信號產生器、電流采樣模塊、電流采樣處理模塊、電流相位轉換模塊，它們順次連接形成回路，功率模塊連接在電壓信號產生器和電流采樣模塊之間。

在PARK反變換模塊、電壓信號產生器之間設置脈沖處理模塊。

本實用新型的無傳感器永磁無刷電機的矢量控制電流和方法，不但電路結構簡單，并且可以比較準確地測算出電機任何時刻的電流值，有效地簡化了硬件電路，并實現了對電機的準確控制。

附圖說明

圖1是電機矢量控制電路的結構方框圖；

圖2是本實用新型的采樣電路示意圖；

圖3是本實用新型的電流采樣時刻示意圖；

圖4是本實用新型的t1、t2的波形變化情況示意圖；

圖5是本實用新型的接近t＝0時間段內的脈沖寬度示意圖；

圖6是本實用新型的和圖5對應的t值時間波形圖；

圖7是本實用新型t由t＝0逐漸增加到t＞tmin時間段內的脈沖處理和電路檢測示意圖；

圖8是本實用新型插入插值脈沖的示意圖。

具體實施方式

如圖1、2所示本實用新型的無傳感器永磁無刷電機的矢量控制電路其包括CPU、功率模塊，功率模塊和CPU連接，功率模塊和電機M連接，在功率模塊的共地端連接有一個電阻R，功率模塊的共地端和CPU連接，功率模塊的共地端和CPU之間設置電流放大器，CPU包括PARK變換、PARK反變換模塊、電壓信號產生器、電流采樣模塊、電流采樣處理模塊、電流相位轉換模塊，它們順次連接形成回路，功率模塊連接在電壓信號產生器和電流采樣模塊之間，在PARK反變換模塊、電壓信號產生器之間設置脈沖處理模塊。

本實用新型的電流檢測電路通過對電阻R上的電流進行采樣，然后分析對電機M進行控制，其采樣過程是這樣的，如圖23所示，采樣分為兩個時間段，當只有一相通電時，設定為時刻為t2；當有兩相同時通電時，設定此時刻為t1；如圖4所示，由于采樣和轉換需要一個最小處理時間，設定最小處理時間為tmin，整個處理采樣過程包括下列步驟：

1、CPU接收t1、t2時間段內的電流值，CPU根據t1、t2時間段內的電流檢測值，經過相位轉換，確定相電流值Ia、Ib。

2、矢量變換和控制模塊根據相電流值Ia、Ib，經過矢量控制處理過程得到下一時刻應當輸出的電壓脈沖t1、t2。

1、脈沖處理模塊對步驟2)中得到的t1、t2脈沖進行處理。

2、以t1時間段的處理過程為例：矢量變換和控制模塊判斷t1值的大小，若t1大于tmin，則不做處理；否則將該值存儲到指定存儲器進行累加；

3、當步驟4)累加的變量中值大于tmin時，將該值作為插值脈沖輸出；反之，將t1下一時刻的脈沖值輸出為0。

4、輸出的t1值輸出到電壓信號生成器，電壓信號生成器根據矢量當前位置和t1、t2值輸出三相電壓值，經功率驅動模塊，輸出電壓，驅動電機運行。

5、電壓信號生成器將電壓輸出到電流采樣處理模塊，若檢測后發現t1時間段內的脈沖值為0，則關閉電流采樣模塊，則該時刻的電流值需要依據前面時刻的電流值進行預測，反之則啟動電流采樣模塊，直接獲取該時間段內的電流值。

6、電流采樣處理模塊根據當前時刻采樣后的t1、t2時間段內的電流值，或者經過預測過程后得到的電流預測值，確定t1、t2的電流值。