[發(fā)明專利]用于位置伺服系統(tǒng)的無刷電機轉子位置檢測裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210231146.8
• 申請日: 2012-07-04
• 公開（公告）號: CN103532450A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發(fā)明（設計）人: 于志遠;黃玉平;任麗平;盧二寶;高建華;于超
• 申請（專利權）人: 北京精密機電控制設備研究所;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: H02P6/16
• 分類號: H02P6/16;H02P6/08
• 代理公司: 核工業(yè)專利中心 11007
• 代理人: 高尚梅

1.一種用于位置伺服系統(tǒng)的無刷電機轉子位置檢測裝置，其特征在于：該裝置包括：

相電流檢測電路，用于檢測無刷電機的相電流，將無刷電機的兩相電流信號變換為電壓信號并傳輸給信號調理電路；

位移傳感器，用于采集傳動機構的位移信號，并將其傳輸給信號調理電路；

信號調理電路，用于將接收到的各個模擬信號進行濾波和幅值變換，并傳輸給模/數(shù)轉換電路；

模/數(shù)轉換電路，用于將接收的模擬信號變換為數(shù)字信號并傳輸給微控制電路；

安裝在無刷電機軸上的轉子位置傳感器，用于采集無刷電機的轉子位置信號并將其傳輸給轉子位置調理電路；

轉子位置調理電路，用于將接收到的模擬信號轉換成與微控制電路相匹配的數(shù)字信號；

微控制電路，用于接收上位機或外部指令信號，與相電流信號和轉子位置信號一起進行位置伺服系統(tǒng)的閉環(huán)控制，并依其控制量的輸出調制產生脈寬調制波形，并按照無刷電機轉子實際位置確定各脈寬波形的相序邏輯，輸出給功率主電路；還用于將無刷電機的轉子位置信號與傳動機構的位移信號數(shù)據(jù)進行一一對比，并建立對應關系，工作時不斷采集無刷電機的轉子位置信號和傳動機構的位移信號，并判斷轉子位置傳感器是否發(fā)生故障，如果發(fā)生故障，則通過建立的無刷電機的轉子位置信號與傳動機構的位移信號的關系，通過傳動機構的位移信號擬合出無刷電機的轉子位置信號，并與上位機或外部指令信號、相電流信號一起進行位置伺服系統(tǒng)的閉環(huán)控制；

功率主電路，用于接收微控制電路發(fā)送的脈寬調制信號，經(jīng)過隔離和信號放大后控制功率主電路各功率器件按照設定的邏輯開關時序和時間進行開關，將直流側電壓逆變成三相電壓信號，控制無刷電機運轉；

控制電源，用于為微控制電路、信號調理電路、功率主電路供電；

動力電源，用于為功率主電路供電；

電源電路，用于將控制電源的輸入變換為微控制電路、信號調理電路、功率主電路的模擬和數(shù)字供電。

2.一種用于位置伺服系統(tǒng)的無刷電機轉子位置檢測方法，其特征在于：工作時，相電流檢測電路將無刷電機的兩相電流信號變換為電壓信號，然后經(jīng)信號調理電路進行濾波和幅值變換后送入模/數(shù)轉換電路，同時位移傳感器采集傳動機構的位移信號，并經(jīng)過信號調理電路進行濾波和幅值變換后送入模/數(shù)轉換電路；模/數(shù)轉換電路將接收到的相電流信號和位移信號變換為數(shù)字信號傳輸給微控制電路；與此同時，安裝在無刷電機軸上的轉子位置傳感器采集無刷電機的轉子位置信號，并將其送入轉子位置調理電路轉換成與微控制電路相匹配的數(shù)字信號傳輸給微控制電路；微控制電路接收上位機或外部指令信號，與相電流信號和轉子位置信號一起進行位置伺服系統(tǒng)的閉環(huán)控制，并依其控制量的輸出調制產生脈寬調制波形，并按照無刷電機轉子實際位置確定各脈寬波形的相序邏輯，輸出給功率主電路；微控制電路同時將無刷電機的轉子位置信號與傳動機構的位移信號數(shù)據(jù)進行一一對比，并建立對應關系，工作時不斷采集無刷電機的轉子位置信號和傳動機構的位移信號，并判斷轉子位置傳感器是否發(fā)生故障，如果發(fā)生故障，則通過建立的無刷電機的轉子位置信號與傳動機構的位移信號的關系，通過傳動機構的位移信號擬合出無刷電機的轉子位置信號，并與上位機或外部指令信號、相電流信號一起進行位置伺服系統(tǒng)的閉環(huán)控制；功率主電路接收微控制電路發(fā)送的脈寬調制信號，經(jīng)過隔離和信號放大后控制功率主電路各功率器件按照設定的邏輯開關時序和時間進行開關，將直流側電壓逆變成三相電壓信號，控制無刷電機運轉。