[发明专利]三相永磁电机反电动势感测电路及应用其的驱动模块

说明书

本发明公开了一种用于三相永磁电机控制时只需采样一相的相电流和母线电压就能计算得到电机的反电动势的方法。本发明通过电机电压方程直接得到反电动势的表达式，并对表达式进行离散化处理后，再对表达式中的微分项进行滤波处理降低计算得到的反电动势的波动。本发明的反电动势计算公式可以用于估算永磁电机正弦波控制时的反电动势，控制方法简单稳定，且本发明只需要对单相的相电流进行采样，因此成本较低。

技术领域

本发明涉及控制转动体的旋转的技术，更具体地说，涉及一种三相永磁电机反电动势感测电路及应用其的驱动电路。

背景技术

现有技术中，三相永磁电机为了降低控制成本，同时为了省去位置传感器的安装空间，需要使用无位置传感器控制。无位置传感器通过观测电机反电动势求出电机位置的方法是最常用的。

单相电流检测的反电动势观测方法可用于三相永磁电机无位置传感器的控制，通过电机电气关系直接求出电机反电动势。例如在图1中所示出的BLDC(无刷直流电机)的反电动势观测方法的示意图，通过电机电气关系BemfC＝(VC-VCT)-Rc*Ic得到C相反电动势，然后在C相悬空时进一步忽略电阻相Rc*Ic，得到BemfC＝VC-VCT，这里，VC为C相端电压，VCT为电机中心点电压，该方法可以使用于BLDC电机的方波控制，当使用正弦波控制时，永磁电机三相都不悬空，使用这种方法观测反电动势会出现较大的误差。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种三相永磁电机反电动势计算方法，以解决现有的反电动势观测方法误差较大的问题。

第一方面，提供一种三相永磁电机反电动势计算方法，其特征在于，包括：

采样电路，用以获取表征其中一相的相电流的采样信号；

信号处理电路，接收所述采样信号，以根据其中一相的相电压与相电阻上的电压以及相电感上的电压的和值之间的差值，生成该相的反电动势。

优选地，所述信号处理电路包括相电感电压处理电路，用以对相电感和所述采样信号的微分的乘积进行离散化处理，以得到所述相电感上的电压。

优选地，所述信号处理电路包括相电感电压处理电路，用以对所述相电感和所述采样信号的微分的乘积进行离散化处理，再进行数字滤波处理得到所述相电感上的电压。

优选地，所述信号处理电路还包括相电压处理电路和相电阻电压处理电路；

其中，所述相电压处理电路，用以对相电压信号进行离散化处理得到所述相电压；

所述相电阻电压处理电路，用以对所述采样信号和所述相电阻的乘积进行离散化处理得到所述相电阻上的电压。

优选地，所述相电压处理电路，接收直流母线电压和三相桥臂的PWM斩波占空比，以生成所述相电压信号，所述相电压信号与所述直流母线电压成正比例关系。

优选地，a相的相电压信号Ua根据如下公式计算得到：

式中Udc为直流母线电压，PWMa、PWMb、PWMc分别为三相桥臂中a相、b相、c相的PWM斩波占空比。

优选地，当所述其中一相为a相时的反电动势与该相相电压信号、相电流的采样信号、相电阻以及相电感之间的表达式为：

其中，Ea为a相的反电动势，Ua为a相的相电压信号，Ra为a相的相电阻，Ia为a相的相电流的采样信号，La为a相的相电感。

优选地，对所述表达式进行离散化处理后得到的表达式为：