[發明專利]實時無傳感器馬達控制驅動系統

在審

• 申請號: 202011285907.9
• 申請日: 2020-11-17
• 公開（公告）號: CN114531063A
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 陳企揚;謝旻甫;牛瑞彬
• 申請（專利權）人: 上海禾芯電子科技有限公司
• 主分類號: H02P6/08
• 分類號: H02P6/08;H02P6/182
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 關宇辰

1.一種實時無傳感器馬達控制驅動系統，用于驅動三相馬達的控制驅動系統，其特征在于，該控制驅動系統包括：

三相逆變模塊，被配置為將DC輸入電壓轉換成三相AC電壓，并且將三相AC電壓供應到三相馬達；

反電動勢偵測模塊，被配置為從三相逆變器的輸出端子檢測反電動勢切換的中心點，產出固定周期的頻率信號，且頻率信號會規則性地與三相馬達的反電動勢頻率的三倍頻率同步，得出六個60度倍數的馬達六個反電動勢的切換點位置；

角度偏移模塊，被配置為將前述頻率信號偏移30度，得到偏移前述六個反電動勢的切換點30度角的短脈波信號，且每個短脈波信號相差60度馬達轉動角的時間；

切換模塊，被配置為以短脈波信號為時間切換信號，每60度會做切換，共六次切換360度后，反復進行這重復次序的六步切換，完成六步方波換向；及

低壓轉高壓驅動模塊，被配置為在六步方波換向后做脈波寬度調變功能，相對應的輸出控制三相逆變模塊的開關組件所需信號，達成三相馬達的控制驅動。

2.如權利要求1所述的實時無傳感器馬達控制驅動系統，其特征在于，該控制驅動系統包括速度控制模塊及脈波寬度調變控制模塊，該速度控制模塊用以接受外界的速度指令，并產生控制信號給該脈波寬度調變控制模塊，使該脈波寬度調變控制模塊實現對輸出脈沖占空比的控制。

3.如權利要求1所述的實時無傳感器馬達控制驅動系統，其特征在于，該控制驅動系統包括啟動馬達控制模塊，該啟動馬達控制模塊在初始三相馬達呈靜止不動時，使用由小變大的可變電壓來控制頻率信號頻率逐漸由慢變快，讓操控電壓由小慢慢變大，來控制角度偏移模塊的短脈波信號頻率由小慢慢地變大，供給馬達做驅動用的頻率操作。

4.如權利要求1所述的實時無傳感器馬達控制驅動系統，其特征在于，該控制驅動系統包括實時速度估算模塊，該實時速度估算模塊利用前述固定周期的頻率信號，每半周期時間是馬達60度的轉動角特性，即三倍的頻率信號時間周期為馬達轉動一圈頻率計算。

5.如權利要求4所述的實時無傳感器馬達控制驅動系統，其特征在于，該實時速度估算模塊應用頻率轉電壓的轉換器計數這頻率，并以電壓來表示馬達速度。

6.如權利要求1所述的實時無傳感器馬達控制驅動系統，其特征在于，該反電動勢偵測模塊包括組成三個電壓比較器，分別判斷三相AC電壓與中心點的差異，三個電壓比較器分別判斷輸出端子與中心點的切換點，產生高低電壓準位變換輸出，電壓比較器下一級分別接上單穩態多諧振蕩器產出三個相差120度的方波信號，利用這三個信號輸入到OR閘合并成單一信號去推動一輸出反相接至輸入的D型緩存器，產出固定周期的頻率信號。

7.如權利要求1所述的實時無傳感器馬達控制驅動系統，其特征在于，該角度偏移模塊采用兩組定電流充放電電路對兩電容做充放電來計算時間，兩組定電流充放電電路分別付予一充放電計時電路，其中一組充放電電路在頻率信號的上半周期半對電容進行充電，下半周期則讓電容進行放電，且放電電流設定為充電電流的2倍，得到放電時間為充電時間的一半，相當于馬達轉動角度30度的時間。

8.如權利要求7所述的實時無傳感器馬達控制驅動系統，其特征在于，該角度偏移模塊另一組充放電電路則使用反相的頻率信號來做計數，記錄另外一個馬達轉動60度角時間和30度角時間偏移。

9.如權利要求7所述的實時無傳感器馬達控制驅動系統，其特征在于，該角度偏移模塊的兩組充放電輸出信號接至兩比較器后經雙穩態多諧振蕩器能夠得出一偏移30度的頻率信號，再經單穩態多諧振蕩器調變得出偏移度的短脈波信號，且每個短脈波信號相差60度馬達轉動角的時間。