[发明专利]一种无位置传感器电机速度检测电路及其检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及无刷直流电机控制技术领域，具体涉及一种无位置传感器电机速度检测电路及其检测方法。

背景技术

速度检测是电机调速系统中的核心单元，主要完成对电机的速度进行实时的计算，可以广泛应用于航空航天、船舶、兵器、电子等军用领域和电动汽车、机器人、无人机等工业应用领域。

当前，所采用的无位置速度检测方法，是将端电压检测信号进行深度滤波且经隔直之后送入比较器，根据单相反电势过零点信号进行速度计算。具体如下：速度算法开始将计数器清零，每捕获一个基准时钟信号(CLK)的上升沿，计数器进行加1计数，如果此时电机某相反电动势过零点信号(以下简称过零点信号)(H)没有翻转，计数器继续计数，直至过零点信号翻转为止，此时将计数所得数值存储至预先定义的寄存器中(C_A)；如果在过零点信号翻转之前，计数值已经达到最大，发生溢出，此时不对计数值进行存储，重新开始计数，最后，将计数器所得值换算成时间并对应电机所转过的圈数(P对极/2^P圈)进行转速计算得到：Speed＝60f_clk/2^p C_A，其中，f_clk表示时钟频率。

上述电机速度检测方法，有明显的缺陷：(1)比较器作为信号比较，响应时间稍微慢；(2)带通滤波电路参数很难选取；(3)速度检测算法不能消除定子线圈不对称带来的反电动势过零点信号不对称，导致速度计算带来误差；(4)该软件速度算法只适用于某一范围的速度计算；(5)该软件速度算法软件容易受到干扰。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无位置传感器电机速度检测电路及其检测方法，提高了速度检测精度和检测范围，避免由于定子、转子绕组安装不对称对检测精度产生的影响等。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种无位置传感器电机速度检测电路，包括端电压采样电路、滤波电路、信号比较电路和缓冲电路，所述端电压采样电路用于获得当前电机各相的端电压，所述信号比较电路用于将采样得到的电机端电压与电机虚拟中性点的点位进行比较，当虚拟中性点电位高于电机非导通相端电压，比较电路输出低电平，反之输出高电平，所述缓冲电路用于将比较所得到的电平信号进行转换与数字处理芯片所需要的电平信号匹配。

所述信号比较电路包括比较器U1A、U1B、U2A及二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6，所述比较器U1A的同相输入端经电阻R4与滤波电路相连，其反向输入端与二极管D1的阳极相连，二极管D2的阳极与比较器U1A的同相输入端相连，二极管D1和二极管D2的阴极均与电源相连，比较器U1A的输出端分别经电阻R1与电源相连、经电容C1接地；比较器U1B的同相输入端经电阻R10与滤波电路相连，其反向输入端与二极管D3的阳极相连，二极管D4的阳极与比较器U1B的同相输入端相，二极管D3、D4的阴极均与电源相连，比较器U1B的输出端分别经电阻R9与电源相连、经电容C5接地；比较器U2A的同相输入端经电阻R22与滤波电路相连，其反向输入端与二极管D6的阳极相连，二极管D5的阳极与比较器U2A的反向输入端相连，二极管D5、D6的阴极电源相连，比较器U2A的输出端分别经电阻R17与电源相连、经电容C8接地；比较器U1A、U1B、U2A的反向输入端均与滤波电路相连，其输出端与缓冲电路相连。

所述取样电路包括电阻R2、R5、R6、R12、R13、R14、R16、R21、R19、R20、R24，所述电阻R2的一端与电机A端电压输出端相连，其另一端依次经电容R5、R6、R3与信号比较电路输入端相连，所述电阻R14的一端与电机B端电压输出端相连，其另一端依次经R12、R13、R11与信号比较电路的输入端相连，电阻R21的一端与电机C端电压输出端相连，其另一端依次经电阻R19、R20、R18与信号比较电路的输入端相连，电阻R8的一端与比较器电路的输入端相连，其另一端经电容C10接地，电容C2并联在电阻R8与电容C10的两端；电容C7和电阻R15的一端与比较电路的输入端相连，电容R7的另一端接地，电阻R15的另一端经电容C10接地；电容C9和电阻R23的一端与比较电路的输入端相连，电容C9的另一端接地，电阻R23的另一端经电容C10接地。

一种无位置传感器电机速度检测电路的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：