[發(fā)明專利]一種多路線性霍爾轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)以及補(bǔ)償矯正系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810142702.1
• 申請(qǐng)日: 2018-02-11
• 公開（公告）號(hào): CN108429409B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李鵬飛;鄭繼貴;郭喜彬;侯軍瑞;趙青
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京精密機(jī)電控制設(shè)備研究所
• 主分類號(hào): H02P6/16
• 分類號(hào): H02P6/16;H02P23/14
• 代理公司: 中國(guó)航天科技專利中心 11009
• 代理人: 龐靜

1.一種多路線性霍爾轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)以及補(bǔ)償矯正系統(tǒng)，其特征在于：包括主控單元，驅(qū)動(dòng)單元，電機(jī)單元以及信號(hào)處理單元；

所述的電機(jī)單元包括安裝電機(jī)定子上用于檢測(cè)正弦空間磁場(chǎng)的5個(gè)線性霍爾元件；根據(jù)控制精度要求，選擇其中的2個(gè)、3個(gè)或者全部與信號(hào)處理單元連接；

線性霍爾元件分別實(shí)時(shí)輸出不同區(qū)間不同電角度的表示轉(zhuǎn)子位置的電壓信號(hào)輸送至信號(hào)處理單元；

信號(hào)處理單元對(duì)接收的表示轉(zhuǎn)子位置的電壓信號(hào)進(jìn)行濾波處理以及電壓幅值調(diào)整，之后發(fā)送至主控單元；

主控單元根據(jù)接收的信號(hào)計(jì)算所述電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置，進(jìn)一步進(jìn)行濾波及補(bǔ)償校正后產(chǎn)生電機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)至驅(qū)動(dòng)單元；

所述的驅(qū)動(dòng)單元將電機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行放大隔離后輸送至電機(jī)；

5個(gè)線性霍爾元件中3個(gè)線性霍爾元件以互差120度的電角度方式分布在轉(zhuǎn)軸垂直的平面上的圓周上作為一組；另外兩個(gè)線性霍爾相差90度的電角度分布在轉(zhuǎn)軸垂直的平面上的圓周上作為一組；

5個(gè)線性霍爾元件與信號(hào)處理單元連接，主控單元首先將接收的信號(hào)處理單元處理后的電壓信號(hào)對(duì)應(yīng)的相角值結(jié)合濾波過程中產(chǎn)生的延遲相角進(jìn)行平均濾波處理，得到5路精確的轉(zhuǎn)子位置；

以其中一組線性霍爾元件對(duì)應(yīng)的精確轉(zhuǎn)子位置為主要控制對(duì)象，將每個(gè)相角值對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)與理論范圍進(jìn)行比對(duì)，將超出理論范圍的電壓值利用另外一組線性霍爾元件對(duì)應(yīng)的精確轉(zhuǎn)子位置中相同相角值對(duì)應(yīng)的電壓值進(jìn)行補(bǔ)償，得到補(bǔ)償后的電壓值，補(bǔ)償后的電壓值與計(jì)數(shù)比較值進(jìn)行比較得到電機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于：信號(hào)處理單元包括濾波電路和調(diào)壓電路；其中濾波電路包括運(yùn)算放大器U1A,U1B,U2A,U2B，電阻R1,R2,R3,R4,R5,R6,R7，電容C1,C2,C3,C4,C5,C6,C7,C8,C9,C10；電感L1,L2,L3；

電壓Uin串聯(lián)電阻R1、R2后接入U(xiǎn)1A的反向輸入端，電容C2、電感L1的一端均接入電阻R1、R2的公共端，其中電容C2的另一端接入U(xiǎn)1A的正向輸入端，電感L1的另一端接入U(xiǎn)1A的輸出端，電容C1一端接入U(xiǎn)1A的反向輸入端，另一端接入U(xiǎn)1A的輸出端；

U1A的輸出端依次串聯(lián)電容C4、C5后接入U(xiǎn)1B的反向輸入端，電阻R3、電容C3的一端均接入電容C4、C5的公共端，其中電阻R3的另一端接入U(xiǎn)1B的正向輸入端，電容C3的另一端接入U(xiǎn)1B的輸出端，電阻R4一端接入U(xiǎn)1B的反向輸入端，另一端接入U(xiǎn)1B的輸出端；

U1B的輸出端依次串聯(lián)電感L2、L3后接入U(xiǎn)2A的反向輸入端，電阻R5、電容C6的一端均接入電感L2、L3的公共端，其中電阻R5的另一端接入U(xiǎn)2A的輸出端，電容C6的另一端接入U(xiǎn)2A的正向輸入端，電容C7一端接入U(xiǎn)2A的反向輸入端，另一端接入U(xiǎn)2A的輸出端；

U2A的輸出端依次串聯(lián)電容C8、C10后接入U(xiǎn)2B的反向輸入端，電阻R6、電容C9的一端均接入電容C8、C10的公共端，其中電阻R6的另一端接入U(xiǎn)2B的正向輸入端，電容C9的另一端接入U(xiǎn)2B的輸出端，電阻R7一端接入U(xiǎn)2B的反向輸入端，另一端接入U(xiǎn)2B的輸出端；

上述運(yùn)算放大器U1A,U1B,U2A,U2B的正向輸入端均接地。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于：對(duì)補(bǔ)償后的電壓值先進(jìn)行2,3次諧波補(bǔ)償，之后與計(jì)數(shù)比較值進(jìn)行比較。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于：根據(jù)采集的電機(jī)三相電流的波形圖是否滿足預(yù)設(shè)的精度，若滿足，則停止諧波補(bǔ)償，否則依次進(jìn)行5次以上的諧波補(bǔ)償，直至上述波形圖滿足預(yù)設(shè)的精度。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于：每路精確的轉(zhuǎn)子位置計(jì)算公式如下：

式中：為該路信號(hào)多次采集濾波后的角位置平均值，α為該路信號(hào)濾波后延遲角的平均值,n為該路線性霍爾傳感器輸出采集的次數(shù)；θ的精確的轉(zhuǎn)子位置角度。