[發明專利]確定永磁同步電機轉子角度位置的方法、裝置及電機

有效

• 申請號: 201811006121.1
• 申請日: 2018-08-30
• 公開（公告）號: CN110932616B
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 徐磊;李荷潔;秦向南;趙小安
• 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: H02P6/16
• 分類號: H02P6/16;H02P21/18
• 代理公司: 北京友聯知識產權代理事務所(普通合伙) 11343
• 代理人: 尚志峰;汪海屏

本發明提出了一種確定永磁同步電機轉子角度位置的方法、裝置及永磁同步電機。電機設置有極對數為電機的極對數的二倍的霍爾磁環，方法包括：在永磁同步電機上電且處于停止狀態時，獲取霍爾位置信號電平，根據霍爾位置信號電平確定初始霍爾角度位置以及初始扇區值；在初始霍爾角度位置的q軸方向加入電流，判斷初始扇區值是否發生變化；當發生變化時，記錄扇區變化值，并根據扇區變化值確定永磁同步電機的旋轉方向以及霍爾位置標志位；當未發生變化時，在初始霍爾角度位置分別加入正電壓脈沖和負電壓脈沖，獲取并比較正電流峰值和負電流峰值，以確定霍爾位置標志位；根據霍爾位置標志位和初始霍爾角度位置，確定永磁同步電機的轉子角度位置。

技術領域

本發明涉及永磁同步電機技術領域，具體而言，涉及一種確定永磁同步電機轉子角度位置的方法、裝置及永磁同步電機。

背景技術

永磁同步電機的閉環控制是建立在多種控制變量可測的情況下實現的，如轉速環和轉矩環需要的反饋變量包括轉速、轉角和電流。其中，為了調節轉子速度和位置，一般需要在電機轉子軸端安裝具有較高精度的位置傳感器(如光電編碼器和旋轉變壓器)用于轉速和位置閉環控制，位置傳感器的使用保證了電機的控制效果，但也存在系統成本增加、系統可靠性降低的缺點。低分辨率位置傳感器永磁同步電機驅動技術是一種能夠保證電機運行性能，同時有效控制系統成本，提高系統可靠性的轉子位置檢測技術，但其存在位置信息分辨率低、轉速測算連續性差及滯后嚴重等缺點。

例如，在相關技術中永磁同步電機霍爾位置信號電平獲取方案為：通過與永磁同步電機相同極對數的霍爾磁環檢測永磁同步電機轉子位置，霍爾磁環的極對數與永磁同步電機極對數相同，保證霍爾檢測的角度與電機電角度完全對應。有三個相位互差120°的霍爾元件輸出霍爾位置信號，如圖1所示，霍爾位置信號1、2、3分別對應電機三相A、B、C。為了方便使用，對于霍爾磁環的安裝有一定的要求，需要保證霍爾信號1的上限沿對應電機A相反電勢的反向過零點。通過邊沿捕獲，能夠獲取電機的轉子位置，其中六個扇區值2-3-1-5-4-6對應0°至180°(三個霍爾位置信號的電平分別為010，則扇區值為2，三個霍爾位置信號的電平分別為011，則扇區值為3，以此類推)。可以看出相關技術中永磁同步電機霍爾位置獲取方案的位置分辨率為60°電角度，這對于要求較高的低速控制場合不能滿足應用要求。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術或相關技術中存在的技術問題之一。

為此，本發明的一個方面在于提出了一種確定永磁同步電機轉子角度位置的方法。

本發明的另一個方面在于提出了一種確定永磁同步電機轉子角度位置的裝置。

本發明的再一個方面在于提出了一種永磁同步電機。

有鑒于此，根據本發明的一個方面，提出了一種確定永磁同步電機轉子角度位置的方法，永磁同步電機設置有多個霍爾位置傳感器，以及設置有極對數為永磁同步電機的極對數的二倍的霍爾磁環，霍爾位置傳感器用于輸出霍爾位置信號，方法包括：在永磁同步電機上電且處于停止狀態時，獲取霍爾位置信號電平，根據霍爾位置信號電平確定初始霍爾角度位置以及初始扇區值；在初始霍爾角度位置的q軸方向加入電流，判斷初始扇區值是否發生變化；當初始扇區值發生變化時，記錄扇區變化值，并根據扇區變化值確定永磁同步電機的旋轉方向以及霍爾位置標志位；當初始扇區值未發生變化時，在初始霍爾角度位置分別加入正電壓脈沖和負電壓脈沖，獲取并比較正電流峰值和負電流峰值，以確定霍爾位置標志位；根據霍爾位置標志位和初始霍爾角度位置，確定永磁同步電機的轉子角度位置。