[发明专利]一种高精度同步电机速度控制的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及同步电机控制技术领域，特别是一种高精度同步电机速度控制的方法及装置。

背景技术

目前在同步电机控制装置中，均采用SVPWM算法，通过IPM的通断控制加载在三相电机上脉冲宽度实现对电机转速的控制，考虑到保证DSP等控制部件的安全，均采用光电耦合的方式将强电（IPM）部分与弱电（DSP）部分进行物理隔离，电路原理如图1所示，图中，DSP控制器1经过光耦2与IPM驱动模块3连接，这保证了DSP不会被IPM驱动端的浪涌电压毁坏，但是由于光耦的延迟特性导致DSP输出的脉冲宽度发生了改变，影响了同步电机的速度精确性。

另外在同步电机采用光电码盘作为测速回馈5，通常光电码盘有两条信号线. A相超前于B相时电机正转，否则代表电机反转。如果在连接时，将两条线接反，会导致电机无法正常工作甚至会飞车，使设备损坏。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种高精度同步电机速度控制的方法及装置，能提高电机的控制精度和安全性。

本发明的方法采用以下方案实现：一种高精度同步电机速度控制的方法，其特征在于：将一DSP控制器与一IPM驱动模块直接电性连接，用以驱动一PMSM电机；将一瞬态抑制二极管并接于DSP控制器和IPM驱动模块之间；

所述DSP控制器设置有同步电机的控制算法，该控制算法通过设定值与转速的回馈信号相减产生的偏差来控制电机的转数；再通过两个霍尔传感器采样所述PMSM电机的两相电流并将其转化成励磁分量和力矩分量；在保证励磁恒定的情况下通过闭环使所述PMSM电机定子电流中的力矩分量准确跟踪经过PI运算后的速度偏差值，最后在经过SVPWM算法计算得出同步电机中每相的导通时间，再由DSP集成的比较单元输出占空比可调的方波脉冲，驱动所述的IPM驱动模块，通过电机的定子形成旋转磁场使所述PMSM电机转动。

本发明的装置采用以下方案实现：一种高精度同步电机速度控制装置，包括DSP控制器和IPM驱动模块，其特征在于：所述DSP控制器与IPM驱动模块连接，所述DSP控制器与IPM驱动模块之间还并接有一瞬态抑制二极管，用以抑制浪涌电压；所述的IPM驱动模块驱动PMSM电机；所述的PMSM电机设置有光电测速电路，该光电测速电路将采集的信息回馈给所述的DSP控制器。

在本发明一实施例中，所述的光电测速电路是采用光电码盘获取电机实际转数，并采用光耦与所述DSP控制器连接，并在DSP的软件中实现了如下功能：无论测速线正接与反接均能够保证电机的正常运行。

本发明采用直接耦合方式驱动电力电子模块，避免在光耦驱动时，由于光耦的延迟，导致驱动脉冲的脉宽发生变化，在低速运行时速度控制发生偏差，同时通过设置二极管，提高了同步电机的精度，又保证了DSP的运行安全。

附图说明

图1是现有电机速度控制电路的原理示意图。

图2是本发明同步电机速度控制装置的电路原理示意图。

具体实施方式

本实施例提供一种高精度同步电机速度控制的方法，其特征在于：将一DSP控制器与一IPM驱动模块直接电性连接，用以驱动一PMSM电机；将一瞬态抑制二极管并接于DSP控制器和IPM驱动模块之间；所述DSP控制器设置有同步电机的控制算法，该控制算法通过设定值与转速的回馈信号相减产生的偏差来控制电机的转数；再通过两个霍尔传感器采样所述PMSM电机的两相电流并将其转化成励磁分量和力矩分量；在保证励磁恒定的情况下通过闭环使所述PMSM电机定子电流中的力矩分量准确跟踪经过PI运算后的速度偏差值，最后在经过SVPWM算法计算得出同步电机中每相的导通时间，再由DSP集成的比较单元输出占空比可调的方波脉冲，驱动所述的IPM驱动模块，通过电机的定子形成旋转磁场使所述PMSM电机转动。