[实用新型]集成电路和系统

说明书

本公开涉及一种集成电路和系统。永磁电机的新结构配置具有其上附接有两个或更多个的永磁体的转子，以三个线圈(绕组)彼此之间布置为“Y”型拓扑结构缠绕的定子，并且绕线定子的中性点以可以实质上实时地检测中性点处的电压的方式布线。检测到的中性点电压与提供给定子绕组的励磁电流的相关联矢量一起被分析以确定转子的速度。转子的确定的速度被用于矢量控制。

技术领域

本公开涉及驱动一种永磁电机。

背景技术

永磁同步电机(PMSM)是一种AC同步电机，它的场励磁是由永磁体而不是转子中的绕组提供。PMSM具有转子上的永磁转子组件和绕线定子。PMSM的驱动器电路通常使用场取向控制(或矢量控制) 方法来控制，使得六个矢量的三相AC电流被提供给定子的绕组以驱动转子。已经产生确定关于定子线圈的转子取向/位置的解决方案。一些解决方案使用传感器，例如霍尔效应传感器、可变磁阻(VR)轮速传感器或转动编码器来测量转子的角位置。某些其他解决方案通过测量未驱动线圈中的反电动势来估计转子角位置。确定的转子位置被馈送到控制器中，用于控制到定子的励磁电流的频率和振幅以维持具有磁体组件的转子的转动。

基于传感器的解决方案在某些应用中不能令人满意地工作。例如，在需要高可靠性的应用中，例如电动自行车电机的缺点是霍尔效应传感器的高故障比率。例如，霍尔效应传感器易受高潮湿环境的损害。此外附加的传感器带来成本升高。

传统的无传感器解决方案也具有一些弊端。由于反电动势在停止时为零，并且与转子速度成比例，所以测量的端子电压在低速时不能检测过零点。对于这样的低速情形，即转子静止或者处于非常低的速度，例如小于60rpm，已经采用了一些来检测随转子位置变化的电感，这一般被称为高频波形注入(HFI)解决方案。但是，HFI解决方案在低转子速度下不能检测到转动方向的改变。

实用新型内容

为了解决现有技术的问题和其他潜在问题，本实用新型的实施例提供一种集成电路和系统，以用于控制永磁电机，从而能够确定确定转子的转动方向或转动方向的改变。

根据本实用新型的第一方面，提供一种集成电路，包括：处理核心、接口元件以及存储器，该存储器存储有指令，当所述可执行指令被所述处理核心执行时，所述可执行指令配置所述处理核心以实施电机控制系统，所述电机控制系统包括：电机驱动单元，被配置成使得驱动电路向永磁电机的定子绕组提供励磁电流，以驱动所述永磁电机的转子；中性点电压接收单元，被配置成接收在所述定子绕组的所述中性点处检测到的中性点电压的数据；30n度角确定单元，被配置成基于所接收到的所述中性点电压的所述数据和所述励磁电流的矢量，确定当所述转子到达第一30n度角时的第一时间点、以及当所述转子到达随后的第二30n度角时的第二时间点；速度估计单元，被配置成基于所述第一时间点和所述第二时间点来估计所述转子的第一速度；以及控制单元，被配置成基于所估计的所述第一速度来确定所述励磁电流。

根据一些实施例，所述速度估计单元进一步被配置成基于所述第二时间点和当所述转子到达在所述第二30n度角之后的第三30n度角的第三时间点、并且基于所述第一速度，来估计所述转子的第二速度。

根据一些实施例，还包括PLL单元，并且其中：所述速度估计单元基于所述第三时间点与所述第二时间点之间的间隔来估计所述第二速度的初始值；所述PLL单元通过将所述第二速度的所述初始值与所述第一速度进行比较来确定所述校准值；以及所述速度估计单元基于所述第二速度的所述初始值与所述校准值来估计所述第二速度。

根据一些实施例，所述30n度角确定单元被配置成：将所述励磁电流的第一矢量、第二矢量和第三矢量标识为彼此异相120度的所述第一矢量、所述第二矢量和所述第三矢量；标识与所述第一矢量、所述第二矢量和所述第三矢量相关联的所述中性点电压；以及将与所述励磁电流的所述第一矢量、所述第二矢量和所述第三矢量中的两个矢量相关联的所述中性点电压的波形的交叉点确定为30n度角。