[發(fā)明專利]具有轉(zhuǎn)子位置傳感器的外轉(zhuǎn)子型永磁電機(jī)、轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)方法及伺服電機(jī)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210224542.8
• 申請(qǐng)日: 2012-06-29
• 公開（公告）號(hào): CN103516166A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高翔;李堅(jiān)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海博建電子科技有限公司
• 主分類號(hào): H02K29/06
• 分類號(hào): H02K29/06;H02K1/14;H02K3/28;H02K1/27
• 代理公司: 上海天翔知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31224
• 代理人: 劉粉寶

1.具有轉(zhuǎn)子位置傳感器的外轉(zhuǎn)子型永磁電機(jī)，包括轉(zhuǎn)子以及定子，所述轉(zhuǎn)子安置在定子外部，其特征在于，所述永磁電機(jī)還包括4N個(gè)作為位置檢測(cè)用的傳感器繞組，其中N為＞0的整數(shù)，所述定子中至少有4N個(gè)突極分別繞有傳感器繞組，所述4N個(gè)傳感器繞組分為2組，每組的傳感器繞組分為上段繞組和下段繞組，上段各繞組串聯(lián)連接，下段各繞組串聯(lián)連接，每組上段繞組串聯(lián)后的合成電感的基波相位與下段繞組串聯(lián)后的合成電感的基波相位相差180度彼此串聯(lián)，2組繞組的各上段繞組電感的基波相位彼此相差90度，2組傳感器繞組相并聯(lián)，其并聯(lián)接點(diǎn)為勵(lì)磁信號(hào)輸入端；2組繞組的各上段繞組與下端繞組的串聯(lián)接點(diǎn)為位置信號(hào)的輸出端。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有轉(zhuǎn)子位置傳感器的外轉(zhuǎn)子型永磁電機(jī)，其特征在于，所述永磁電機(jī)還包括3K個(gè)作為產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩繞組，其中K為＞0的整數(shù)，所述定子上未繞有傳感器繞組的突極中，至少3個(gè)突極上分別繞有轉(zhuǎn)矩繞組，所述3K個(gè)轉(zhuǎn)矩繞組分為3組，每組的繞組數(shù)≥1，3組轉(zhuǎn)矩繞組的反電勢(shì)彼此相差120度電角度，以三相星形或三角形相接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有轉(zhuǎn)子位置傳感器的外轉(zhuǎn)子型永磁電機(jī)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子由永久磁鋼、軟磁材料磁軛及轉(zhuǎn)軸構(gòu)成，所述轉(zhuǎn)子磁極沿轉(zhuǎn)子外圓表面或嵌入轉(zhuǎn)子中均勻分布，極性交替排列，永磁極對(duì)數(shù)為P≥2的整數(shù)，所述磁鋼為瓦片型或環(huán)形。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的具有轉(zhuǎn)子位置傳感器的外轉(zhuǎn)子型永磁電機(jī)，其特征在于，所述定子上的突極沿定子內(nèi)圓放射狀分布，各突極形狀不一定相同。

5.外轉(zhuǎn)子型永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子位置的檢測(cè)方法，其特征在于，所述檢測(cè)方法包括如下步驟：

（1）將外轉(zhuǎn)子型永磁電機(jī)中定子上的4N個(gè)傳感器繞組相互連接形成的勵(lì)磁信號(hào)輸入端接到高頻勵(lì)磁電源，傳感器繞組相互連接形成的位置信號(hào)輸出端輸出位置信號(hào)；

（2）根據(jù)如下公式進(jìn)行反正切運(yùn)算處理后可得到轉(zhuǎn)子位置角θ_m，

其中V₁₂和V₃₄為傳感器繞組輸出的位置信號(hào)。

6.伺服電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的具有轉(zhuǎn)子位置傳感器的外轉(zhuǎn)子型永磁電機(jī)、勵(lì)磁信號(hào)及位置信號(hào)處理單元、以及控制電路及功放電路單元，所述永磁電機(jī)輸出軸連接控制對(duì)象，勵(lì)磁信號(hào)及位置信號(hào)處理單元產(chǎn)生勵(lì)磁信號(hào)供給永磁電機(jī)的傳感器繞組的勵(lì)磁信號(hào)輸入端,傳感器繞組的位置信號(hào)輸出端輸出位置信號(hào)，并輸入到勵(lì)磁信號(hào)及位置信號(hào)處理單元；

勵(lì)磁信號(hào)及位置信號(hào)處理單元利用公式：

θm=110·tg-1(V12V34)]]>

對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理得到電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子位置角并輸出給控制電路及功放電路單元；

控制電路及功放電路單元中，控制電路將運(yùn)行指令與轉(zhuǎn)子角度信息比較，利用對(duì)偏差值的比例積分微分等控制規(guī)律來(lái)調(diào)節(jié)電機(jī)的電壓或電流使上述偏差值減小，實(shí)現(xiàn)控制對(duì)象追隨運(yùn)行指令的運(yùn)行。