[发明专利]超前角检测方法、检测电路、永磁电机控制方法及电路

说明书

本发明提供一种超前角检测方法、检测电路、永磁电机控制方法及电路，包括：获取电机角频率、相反电势、相电流、相电感的感量及相电阻的阻值；基于所述电机角频率、所述相反电势、所述相电流、所述相电感的感量及所述相电阻的阻值计算超前角的角度；并基于所述超前角进行超前触发，使得相反电势与相电流的相位一致。本发明的超前角检测方法、检测电路、永磁电机控制方法及电路用矢量分析方法通过相反电势、相电压、相电流和电机转速计算得到该工况下的超前角，可以在电流很小且畸变严重的情况下仍然实现永磁电机高效稳定控制，且利用近似函数算法极大地降低了算法复杂度。

技术领域

本发明涉及电机控制领域，特别是涉及一种超前角检测方法、检测电路、永磁电机控制方法及电路。

背景技术

永磁电机使用无位置传感器控制，由于电机线圈是感性负载，所以相对于线圈上的加载电压，线圈里的电流会有一定的时延，这会影响电机的效率，并产生噪音震动。对于隐极电机，为了达到最高效率输出，需要检测反电势与电流的相位差后进行超前触发，使得反电势与电流同相位。

现有技术中提出了很多计算超前触发角，使反电势与电流同相位的方法。其中一种方法是通过在相电压峰值附近检测相电流的数值，并通过归一化处理计算检测期间的电流斜率，通过斜率判断超前触发角的范围，然后调整触发角，最终使得反电势相位与电流相位一致。但是，这种方法在电流波形较正弦且足够大的时候效果会比较好，当电机电流很小且正弦度不好(如空载)时，超前角的检测可能会出错。其中另一种方法是通过计算反电势与电流的过零点时间差和反电势的周期计算得到反电势与电流的相位差，根据相位差的大小调整超前/滞后触发角，使得反电势与电流的相位差达到预设值。这种处理方式的缺点是计算超前/滞后触发角的方法太依赖与电流过零点的检测，当电机电流较小或畸变较大时，电流过零点会存在波动，分布不均，从而使得计算相位差波动较大，电机运行不稳定。如图1所示，为使用第二种方法计算超前触发角控制电机空载时的运行效果，可见，电机进入闭环后由于电流过零点变化导致电机电流波动较大(如图2所示)，后面甚至触发了失步停机保护。为了避免上述问题的发生，现有技术中还采样母线电流进行电流闭环调整来提高电机效率，但是这会额外增加采样电阻与ADC，导致成本增加和控制复杂度变高。

因此，如何在电流很小或严重畸变时确保超前角检测的准确性，同时降低成本及控制复杂度，已成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种超前角检测方法、检测电路、永磁电机控制方法及电路，用于解决现有技术中在电流很小或严重畸变时超前角检测不准确、控制复杂、成本高等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种永磁电机的控制方法，包括：

基于永磁电机的相反电动势、相电压和相电流之间的矢量关系获得期望的超前角，以满足所述相反电动势和相电流的相位一致；

计算所述相反电动势；

基于所述相反电势获取电机的转子位置信息；以及

根据所述转子位置信息与所述超前角产生逆变控制信号，用于调整所述相电压，以使得所述相反电动势与所述相电流的相位一致。

更可选地，基于永磁电机的角频率、所述相反电势、所述相电流、相电感的感量及相电阻的阻值通过反正切函数计算期望的超前角，其中所述期望的超前角满足：

更可选地，利用比例函数代替所述反正切函数计算得到所述超前角，其中所述超前角的表达式为：

更可选地，对通过比例函数计算得到的所述超前角进行角度补偿，以补偿所述比例函数和所述反正切函数运算结果之间的差值，减小通过比例函数计算得到的所述超前角的误差。

更可选地，所述超前角的数值越大，补偿值越大。