[发明专利]电机的端电压测量装置和测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及电机技术领域，具体地涉及一种电机的端电压测量装置和一种电机的端电压测量方法。

背景技术

随着电力电子技术的飞速发展，交流变频电机在工业界得到了广泛应用。在交流变频电机的控制系统中，控制算法是决定控制系统性能的核心。控制系统中传感器的准确度将直接影响控制算法的效果。对于采用PWM(脉宽调制)信号控制的变频电机，其定子上的电压为高频的PWM形式，传感器无法实时测量。目前工业界常用逆变器的母线电压结合控制芯片的内部指令来计算电机的端电压。这种方法无法精确考虑逆变器非线性带来的电压损失，产生了较大误差。

交流变频电机的端电压测量不仅影响电机控制性能，而且对无位置传感器控制技术的发展具有重要的意义。无位置传感器控制技术是指利用电机绕组中的有关电信号包括电机端电压信号等，通过适当方法估计出转子的电气和机械位置以及转速等，从而取代传感器，实现电机的闭环控制。在可靠性要求不高的应用场合，利用无位置传感器技术可以节约成本，省去购买、安装转子位置传感器的工作；在可靠性要求高的场合，无位置传感器技术可以作为位置传感器的备份，在位置传感器失效的情况下使得系统正常工作。电机的端电压测量是影响无位置传感器技术目前无法大面积应用的一个重要因素。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的上述技术问题，提供一种能够更加有效准确地获得电机的端电压，以促进无位置传感器技术的大面积应用的技术方案。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种电机的端电压测量装置，所述电机与电机驱动模块相连，所述电机驱动模块用于输出PWM电压驱动信号至所述电机以驱动所述电机运行，所述端电压测量装置包括：

电压积分模块，用于计算PWM电压驱动信号在一个PWM周期内的积分值；以及

端电压计算模块，用于根据所述积分值和所述PWM电压驱动信号的周期计算所述电机的端电压。

优选地，所述电机为三相电机，所述电机驱动模块为三相逆变器，所述三相电机的三相端子分别对应连接所述的三相逆变器的三相输出端。

优选地，所述端电压测量装置还包括：

降压模块，用于在所述电压积分模块计算PWM电压驱动信号在一个PWM周期内的积分值之前，将该PWM电压驱动信号降低至预定的幅值。

优选地，所述降压模块包括：

第一降压单元，用于将所述三相逆变器的第一输出端的PWM电压驱动信号降低至预定的幅值；

第二降压单元，用于将所述三相逆变器的第二输出端的PWM电压驱动信号降低至预定的幅值；

第三降压单元，用于将所述三相逆变器的第三输出端的PWM电压驱动信号降低至预定的幅值。

优选地，所述电压积分模块包括：

第一电压积分单元，用于计算所述第一降压单元输出的被降低至预定幅值的PWM电压驱动信号在一个PWM周期内的积分值；

第二电压积分单元，用于计算所述第二降压单元输出的被降低至预定幅值的PWM电压驱动信号在一个PWM周期内的积分值；

第三电压积分单元，用于计算所述第三降压单元输出的被降低至预定幅值的PWM电压驱动信号在一个PWM周期内的积分值。

优选地，所述第一降压单元、所述第二降压单元和所述第三降压单元中的每一个单元均包括第一电阻单元和第二电阻单元，其中，所述第一电阻单元的一端与对应的电机端子相连，另一端连接所述第二电阻单元的一端，所述第二电阻单元的另一端接地；所述第一降压单元、所述第二降压单元和所述第三降压单元的第一电阻单元和第二电阻单元的公共端分别对应连接所述第一电压积分单元的输入端、所述第二电压积分单元的输入端和所述第三电压积分单元的输入端。

优选地，所述端电压计算模块通过如下公式计算所述电机的端电压：