[發明專利]一種檢測電機轉速和方向的方法及相關裝置

在審

• 申請號: 202010557648.4
• 申請日: 2020-06-17
• 公開（公告）號: CN111756299A
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 張三艷
• 申請（專利權）人: 深圳和而泰智能控制股份有限公司
• 主分類號: H02P23/00
• 分類號: H02P23/00;H02P23/20;H02P23/24
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 熊永強

本申請實施例提供一種檢測電機轉速和方向的方法及相關裝置。該方法包括：獲取電機的電流和電壓；根據隆伯格觀測器和所述電機的電流、所述電機的電壓，得到所述電機的馬達數據模型；根據所述馬達數據模型和鎖相環PLL，得到候選信號，所述候選信號用于表示所述電機的候選轉速和候選方向；將所述候選信號經過二階低通濾波器濾波后，得到目標信號，基于所述目標信號確定所述電機的目標轉速和目標方向。本申請所提供的方法和裝置，能夠精準估測電機啟動前的轉速和方向，并根據不同的轉速和方向進行不同的控制，使得電機在各種情況下都能穩定可靠的工作，且大大節約了硬件成本，利于技術推廣。

技術領域

本申請涉及電機技術領域，尤其涉及一種檢測電機轉速和方向的方法及相關裝置。

背景技術

對于現有的不具備位置傳感器的電機，其啟動方法通常是先對轉子進行初始定位，然后 對電機轉子執行電流拖動，接著切換為閉環控制，即在電流頻率大于預設目標電流值時，由 于電機已具備足夠大的反電勢，則可控制電機切換至閉環控制，從而完成了電機的啟動工作。

然而，在上述電機啟動之前，電機可能處于正轉或反轉的狀態。例如，電機在上電啟動 前已處于反轉狀態且具有一定的轉速(如在大風等外界環境影響下，風扇在以一定的轉速朝 著電機正常運行時相反的方向轉動)，容易引起過流損壞控制器，導致電機退磁，從而導致電 機無法成功啟動。因此，在電機啟動時預先估測電機的轉速和方向十分重要。

目前，較常采用增加端電路采樣電路，并進行相電壓重構的方法來估測電機啟動時的轉 速和方向。但是，通過上述估測電機轉速和方向的方法得到的估測結果并不精準，尤其是在 轉速較低的時候，很難進行估測；且該方法的硬件成本較高，不利于推廣。

發明內容

本申請實施例公開了一種檢測電機轉速和方向的方法及相關裝置，采用特殊處理的隆伯 格觀測器和鎖相環(phase locked loop，PLL)，外加一個二階低通濾波器來精準估測電機啟動 前的轉速和方向，并根據不同的轉速和方向進行不同的控制，使得電機在各種情況下都能穩 定可靠的工作，且大大節約了硬件成本，利于技術推廣。

第一方面，本申請實施例公開了一種檢測電機轉速和方向的方法，包括：

獲取電機的電流和電壓；

根據隆伯格觀測器和所述電機的電流、所述電機的電壓，得到所述電機的馬達數據模型；

根據所述馬達數據模型和鎖相環PLL，得到候選信號，所述候選信號用于表示所述電機 的候選轉速和候選方向；

將所述候選信號經過二階低通濾波器濾波后，得到目標信號，基于所述目標信號確定所 述電機的目標轉速和目標方向。

本申請實施例中，先獲取到電機的電流和電壓，然后利用隆伯格觀測器得到電機的馬達 數據模型，再利用鎖相環PLL得到用于表示電機的候選轉速和候選方向的候選信號，最后將 該候選信號經過二階低通濾波器濾波后，得到目標信號，基于該目標信號確定的目標轉速和 目標方向即為可用的電機的轉速和方向；通過上述方法，對隆伯格觀測器做了特殊處理，即 在隆伯格觀測器的基礎上結合了PLL動態參數鎖相環，再利用上述改進后的隆伯格觀測器法， 可以精準估測電機啟動前的轉速和方向，并根據不同的轉速和方向進行不同的控制，使得電 機在各種情況下都能穩定可靠的工作，提高了電機的啟動成功率及效率，進而提高了電機的 安全性及可靠性，且大大節約了硬件成本。

在第一方面的一種可能的實施方式中，所述根據隆伯格觀測器和所述電機的電流、所述 電機的電壓，得到所述電機的馬達數據模型，包括：

利用所述隆伯格觀測器和所述電機的電流、所述電機的電壓，計算得到所述電機的電機 數據模型；

利用所述電機數據模型，計算得到所述電機的狀態方程；

根據所述狀態方程，計算得到所述電機的所述馬達數據模型。