[發(fā)明專利]一種永磁電機轉(zhuǎn)子位置的測量系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711276501.2
• 申請日: 2017-12-06
• 公開（公告）號: CN107947651A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蘇炳坤;劉輝;朱立湘;尹志明;林軍
• 申請（專利權(quán)）人: 惠州市藍微電子有限公司
• 主分類號: H02P6/18
• 分類號: H02P6/18
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標代理有限公司44202
• 代理人: 葉新平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及永磁電機轉(zhuǎn)子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種永磁電機轉(zhuǎn)子位置的測量系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

隨著電機行業(yè)的日益發(fā)展，無刷直流電機在很多領(lǐng)域如洗衣機都得到了廣泛的應用，它具有調(diào)速性能好、體積小、壽命長、效率高等優(yōu)點。但無霍爾傳感器的無刷直流電機啟動以及運轉(zhuǎn)時的轉(zhuǎn)子定位控制一直是行業(yè)內(nèi)的疑難問題，嚴重制約著電機的適應范圍。

現(xiàn)有技術(shù)中，戴森技術(shù)有限公司在無刷直流電機上的發(fā)明《確定永磁電機的轉(zhuǎn)子位置的方法》(專利號CN104285369A)中使用硬件電路(主要由DC鏈濾波器、DC鏈分壓器、逆變器、半橋驅(qū)動模塊、電流傳感器、反電動勢傳感器以及MCU組成)完成相電流的微分，并用硬件電壓比較器(所述反電動勢傳感器中)將該信號與對應的分壓電壓信號做比較，得出反電動勢過零點信號。該方案在成本上以及可靠性和集成度方面具有先天的劣勢。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種永磁電機轉(zhuǎn)子位置的測量系統(tǒng)，解決的技術(shù)問題是，現(xiàn)有技術(shù)中使用硬件電路完成相電流的微分，并用硬件電壓比較器將該信號與對應的分壓電壓信號做比較確定永磁電機轉(zhuǎn)子位置的方式，硬件電路集成度低、可靠性低且成本高。

為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種永磁電機轉(zhuǎn)子位置的測量系統(tǒng)，設(shè)有電源、DC濾波器、逆變器、電機、DC鏈分壓器、半橋驅(qū)動模塊、電流傳感器、MCU，所述DC濾波器與所述逆變器順序串聯(lián)在所述電源與所述電機之間，所述DC鏈分壓器連接在所述DC濾波器的濾波輸出端與所述MCU的電壓采樣輸入端之間，所述半橋驅(qū)動模塊連接在所述MCU的控制輸出端與所述逆變器的控制輸入端之間，所述電流傳感器連接在所述逆變器的信號輸出端與所述MCU的電流采樣輸入端之間；

所述MCU模塊用于設(shè)置ADC采樣精度以及采樣時間間隔；以及，按照設(shè)置的所述ADC采樣精度以及所述采樣時間間隔對所述MCU的電流采樣輸入端的電流和所述MCU的電壓采樣輸入端的電壓進行采樣，得到每一采樣時刻的采樣電流值和采樣電壓值；以及，計算所述電流采樣值的微分值，并將所述微分值與同一時刻的所述采樣電壓值作對比判斷，確定反電動勢過零點標志位。

具體地，所述MCU內(nèi)部集成有ADC采樣器、DSP處理器；所述按照設(shè)置的所述ADC采樣精度以及所述采樣時間間隔對所述MCU的電流采樣輸入端的電流和所述MCU的電壓采樣輸入端的電壓進行采樣的過程由所述ADC采樣器完成；所述計算所述電流采樣值的微分值，并將所述微分值與同一時刻的所述采樣電壓值作對比判斷，確定反電動勢過零點標志位的過程由所述DSP處理器完成。

優(yōu)選地，所述DC濾波器為電解電容，所述電解電容的正極端作為濾波輸入端連接所述電源的正極輸出端，所述電解電容的負極端為所述濾波輸出端。

優(yōu)選地，所述DC鏈分壓器包括串聯(lián)在所述電解電容兩端的第一分壓電阻和第二分壓電阻，所述第一分壓電阻與所述第二分壓電阻的共同連接端連接所述MCU的電壓采樣輸入端。

優(yōu)選地，所述逆變器設(shè)有第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管和第四MOS管，所述電流傳感器設(shè)置為電阻；

所述第一MOS管的漏極和所述第二MOS管的漏極共同連接所述電解電容的正極端，所述第一MOS管的柵極、所述第二MOS管的柵極、所述第三MOS管的柵極、所述第四MOS管的柵極分別連接所述的半橋驅(qū)動模塊不同的信號輸出端，所述第一MOS管的源極和所述第三MOS管的漏極共同連接所述電機，所述第二MOS管的源極和所述第四MOS管的漏極共同連接所述電機，所述第三MOS管的源極和所述第四MOS管的源極共同連接所述電阻的一端和所述MCU的所述MCU的所述電流采樣輸入端，所述電阻的另一端連接所述電解電容的負極端。

本發(fā)明還提供一種永磁電機轉(zhuǎn)子位置的測量方法，包括以下步驟：

S1.設(shè)置ADC采樣精度以及采樣時間間隔；

S2.按照設(shè)置的所述ADC采樣精度以及所述采樣時間間隔對MCU的電流采樣輸入端的電流和所述MCU的電壓采樣輸入端的電壓進行采樣，得到每一采樣時刻的采樣電流值和采樣電壓值；

S3.計算所述電流采樣值的微分值，并將所述微分值與同一時刻的所述采樣電壓值作對比判斷，確定反電動勢過零點標志位。

進一步地，在所述步驟S3前還包括步驟:

S23.對所述采樣電流值和所述采樣電壓值進行數(shù)字濾波。

進一步地，在所述步驟S1前，還包括步驟：

S0.數(shù)據(jù)初始化。

進一步地，所述步驟S3具體包括：