[實用新型]一種無位置傳感器永磁同步電機控制系統

有效

• 申請號: 201921326387.4
• 申請日: 2019-08-15
• 公開（公告）號: CN211127633U
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 肖襄谷;鄭如兵;貢維亮;劉磊;宋怡霖;付榮琴
• 申請（專利權）人: 湖北川谷機械實業有限公司
• 主分類號: H02P6/14
• 分類號: H02P6/14;H02P6/28
• 代理公司: 武漢藍寶石專利代理事務所(特殊普通合伙) 42242
• 代理人: 嚴超

本實用新型涉及無位置傳感器永磁同步電機控制系統，包括LC濾波器、驅動電路、控制電路、電流檢測電路和永磁同步電機，所述LC濾波器的輸入端接入直流電源，所述LC濾波器的輸出端依次連接有驅動電路和控制電路，所述控制電路的控制端與驅動電路連接。本實用新型無位置傳感器永磁同步電機控制系統，通過ADC控制器檢測相電壓過零點時相電流的大小，通過確定相電流和相電壓的相位差，通過Pha?PI控制器進行調整相電壓相位，從而保證二者同步，控制電機定子磁場和轉子磁場近似垂直，使得電機的效率最大，通過Amp?PI控制器調整調制波形數據的幅值Amp，從而改變電機的轉速，從而實現對電機的高效控制，提升了執行的精準性。

技術領域

本實用新型涉及車用電子水泵技術領域，具體為一種無位置傳感器永磁同步電機控制系統。

背景技術

永磁同步電機與一般電機相比有效率高、功率密度高和免維護等優點，隨著材料技術的發展，現已成為水泵控制系統中的重要研究對象。

目前永磁同步電機在額定轉速以下大多采用d軸電流為零的控制方法，電機實際電流受到電機轉子位置的實時控制，保證電流形成的電樞磁場與轉子d軸垂直，實際電機電流中的交軸電流分量和系統控制所需的交軸給定電流相等，控制系統保證實際負載對象的力矩要求，電機所產生的電磁力矩平穩，電機可以運行的轉速較低，調速范圍較寬。除此之外，在轉子磁場定向矢量控制下，不需要逆變器為電機提供無功勵磁電流，電機單位電流產生最大電磁力矩，其中轉子的實時位置的獲得就顯得至關重要，目前有兩種方法獲得其位置，一種通過外置傳感器實時讀取轉子位置，第二種無需外置傳感器，通過電機的數學模型估計轉子位置。

基于水泵應用的場景，避免傳感器安裝不便，多根據電機的參數以及測量的電流值估計反電動勢，進而得到轉子的實時位置。然而，由于過于依賴電機的參數，以及死區時間引起電壓的損失導致轉子位置估計誤差，進而導致整個系統的控制復雜，計算量大，對CPU要求較高，導致電機運行效率低下，存在對電機進行控制相對復雜以及執行存在偏差的問題。

實用新型內容

本實用新型針對現有技術中存在的技術問題，提供一種無位置傳感器永磁同步電機控制系統來解決上述問題。

本實用新型解決上述技術問題的技術方案如下：一種無位置傳感器永磁同步電機控制系統，包括LC濾波器、驅動電路、控制電路、電流檢測電路和永磁同步電機，所述LC濾波器的輸入端接入直流電源，所述LC濾波器的輸出端依次連接有驅動電路和控制電路，所述控制電路的控制端與驅動電路連接，所述驅動電路的輸出端與永磁同步電機的輸入端連接，所述永磁同步電機的輸出端與電流檢測電路的檢測端連接，所述電流檢測電路的輸出端與控制電路的輸入端連接，所述控制電路的輸出端與驅動電路連接；

所述控制系統還包括Amp-PI控制器、Pha-PI控制器和ADC控制器；

所述ADC控制器用于檢測永磁同步電機相電流大小，并反饋相位電壓相位差；

所述Pha-PI控制器用于接收相位電壓相位差，并調整相電壓相位；

所述Amp-PI控制器用于用于調整調制波形數據的幅值Amp。

進一步，所述ADC控制器的輸入端與永磁同步電機的輸出端連接，所述ADC控制器的輸出端與Pha-PI控制器連接，所述ADC控制器包括ADC采樣模塊，用于對永磁同步電機的相電流采集放大。

進一步，所述控制系統還包括ROM模塊和CPU，所述ROM模塊的輸出端與CPU的輸入端連接，所述ROM模塊用于儲存調制波形數據表。

進一步，所述控制系統還包括三相逆變橋，所述三相逆變橋與CPU的控制端連接，所述CPU提取調制波形數據表轉化成PWM波，并輸出給三相逆變橋。

進一步，所述三相逆變橋的輸出端與永磁同步電機的輸入端連接，用于改變永磁同步電機上的相電壓。