[發(fā)明專利]電機的端電壓測量裝置和測量方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710914675.0
• 申請日: 2017-09-30
• 公開（公告）號: CN107565873A
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發(fā)明（設計）人: 雙波;秦向南;龔黎明
• 申請（專利權）人: 廣東威靈電機制造有限公司;美的威靈電機技術(上海)有限公司
• 主分類號: H02P23/14
• 分類號: H02P23/14;H02P27/08
• 代理公司: 北京潤平知識產(chǎn)權代理有限公司11283
• 代理人: 岳永先,李健

技術領域

本發(fā)明涉及電機技術領域，具體地涉及一種電機的端電壓測量裝置和一種電機的端電壓測量方法。

背景技術

隨著電力電子技術的飛速發(fā)展，交流變頻電機在工業(yè)界得到了廣泛應用。在交流變頻電機的控制系統(tǒng)中，控制算法是決定控制系統(tǒng)性能的核心。控制系統(tǒng)中傳感器的準確度將直接影響控制算法的效果。對于采用PWM(脈寬調(diào)制)信號控制的變頻電機，其定子上的電壓為高頻的PWM形式，傳感器無法實時測量。目前工業(yè)界常用逆變器的母線電壓結合控制芯片的內(nèi)部指令來計算電機的端電壓。這種方法無法精確考慮逆變器非線性帶來的電壓損失，產(chǎn)生了較大誤差。

交流變頻電機的端電壓測量不僅影響電機控制性能，而且對無位置傳感器控制技術的發(fā)展具有重要的意義。無位置傳感器控制技術是指利用電機繞組中的有關電信號包括電機端電壓信號等，通過適當方法估計出轉子的電氣和機械位置以及轉速等，從而取代傳感器，實現(xiàn)電機的閉環(huán)控制。在可靠性要求不高的應用場合，利用無位置傳感器技術可以節(jié)約成本，省去購買、安裝轉子位置傳感器的工作；在可靠性要求高的場合，無位置傳感器技術可以作為位置傳感器的備份，在位置傳感器失效的情況下使得系統(tǒng)正常工作。電機的端電壓測量是影響無位置傳感器技術目前無法大面積應用的一個重要因素。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術存在的上述技術問題，提供一種能夠更加有效準確地獲得電機的端電壓，以促進無位置傳感器技術的大面積應用的技術方案。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面提供一種電機的端電壓測量裝置，所述電機與電機驅動模塊相連，所述電機驅動模塊用于輸出PWM電壓驅動信號至所述電機以驅動所述電機運行，所述端電壓測量裝置包括：

電壓積分模塊，用于計算PWM電壓驅動信號在一個PWM周期內(nèi)的積分值；以及

端電壓計算模塊，用于根據(jù)所述積分值和所述PWM電壓驅動信號的周期計算所述電機的端電壓。

優(yōu)選地，所述電機為三相電機，所述電機驅動模塊為三相逆變器，所述三相電機的三相端子分別對應連接所述的三相逆變器的三相輸出端。

優(yōu)選地，所述端電壓測量裝置還包括：

降壓模塊，用于在所述電壓積分模塊計算PWM電壓驅動信號在一個PWM周期內(nèi)的積分值之前，將該PWM電壓驅動信號降低至預定的幅值。

優(yōu)選地，所述降壓模塊包括：

第一降壓單元，用于將所述三相逆變器的第一輸出端的PWM電壓驅動信號降低至預定的幅值；

第二降壓單元，用于將所述三相逆變器的第二輸出端的PWM電壓驅動信號降低至預定的幅值；

第三降壓單元，用于將所述三相逆變器的第三輸出端的PWM電壓驅動信號降低至預定的幅值。

優(yōu)選地，所述電壓積分模塊包括：

第一電壓積分單元，用于計算所述第一降壓單元輸出的被降低至預定幅值的PWM電壓驅動信號在一個PWM周期內(nèi)的積分值；

第二電壓積分單元，用于計算所述第二降壓單元輸出的被降低至預定幅值的PWM電壓驅動信號在一個PWM周期內(nèi)的積分值；

第三電壓積分單元，用于計算所述第三降壓單元輸出的被降低至預定幅值的PWM電壓驅動信號在一個PWM周期內(nèi)的積分值。

優(yōu)選地，所述第一降壓單元、所述第二降壓單元和所述第三降壓單元中的每一個單元均包括第一電阻單元和第二電阻單元，其中，所述第一電阻單元的一端與對應的電機端子相連，另一端連接所述第二電阻單元的一端，所述第二電阻單元的另一端接地；所述第一降壓單元、所述第二降壓單元和所述第三降壓單元的第一電阻單元和第二電阻單元的公共端分別對應連接所述第一電壓積分單元的輸入端、所述第二電壓積分單元的輸入端和所述第三電壓積分單元的輸入端。

優(yōu)選地，所述端電壓計算模塊通過如下公式計算所述電機的端電壓：