[发明专利]一种永磁同步电机转子磁极位置实时补偿校正方法

摘要

本发明公开了一种永磁同步电机转子磁极位置实时补偿校正方法，其具体步骤为：搭建永磁同步电机转子磁极位置实时补偿校正平台；DSP控制器（5）对锁相环电路A（6）和锁相环电路B（7）输出的虚拟码盘信号进行分频；DSP控制器（5）根据两路正交虚拟码盘信号QEP_AB、QEP_C的相位关系判断电机的转向；DSP控制器（5）获取电机转速和延时角度；DSP控制器（5）判断转子磁极绝对零位置和转子磁极位置。本发明对电机参数和电机数学模型依赖程度低，具有较高的检测精度；根据需要控制锁相环电路和可变线程选择电路，改变正交虚拟码盘信号QEP_AB和QEP_C的频率，简单灵活，易于实现。

主权项

一种永磁同步电机转子磁极位置实时补偿校正方法，其特征在于具体步骤为：第一步 搭建永磁同步电机转子磁极位置实时补偿校正平台永磁同步电机转子磁极位置实时补偿校正平台包括：电压提取与信号滤波电路（1）、过零点检测电路（2）、信号隔离电路（3）、信号整形电路（4）、锁相环电路A（6）、锁相环电路B（7）、DSP控制器（5）、可变线程选择电路A（8）和可变线程选择电路B（9），其中电压提取与信号滤波电路（1）有三个相同的支路，每个支路包括：电阻R_a、电阻R_b 、电阻R₂、电阻R₃、电容C₁、电容C₂、电容C₃ 和运算放大器U1；电压提取与信号滤波电路（1）的三个输入端分别与电机端子A、电机端子B、电机端子C连接，电压提取与信号滤波电路（1）的三个输出端分别与过零点检测电路（2）的三个输入端连接，过零点检测电路（2）的两个输出端分别与信号隔离电路（3）的两个输入端连接，信号隔离电路（3）的两个输出端分别与信号整形电路（4）的两个输入端连接，信号整形电路（4）的输出端分别与锁相环电路A（6）、锁相环电路B（7）和DSP控制器（5）的输入端连接，锁相环电路A（6）与可变线程选择电路A（8）双向连接，锁相环电路B（7）与可变线程选择电路B（9）双向连接，锁相环电路A（6）和锁相环电路B（7）的输出端分别与DSP控制器（5）的输入端连接，DSP控制器（5）的输出端分别与可变线程选择电路A（8）和可变线程选择电路B（9）的输入端连接；电压提取与信号滤波电路（1）的每个支路中，电阻R_a的一端与电机端子连接，电阻R_a的另一端分别与电阻R_b的一端、电容C₁的一端和电阻R₂的一端连接，电阻R_b的另一端和电容C₁的另一端分别与中性点N连接，电阻R₂的另一端分别与电容C₂的一端和电阻R₃的一端连接，电容C₂的另一端和运算放大器U1的输出端连接，电阻R₃的另一端分别与电容C₃的一端和运算放大器U1的正向输入端连接，电容C₃的另一端与中性点N连接，运算放大器U1的负向输入端与输出端连接；第二步  DSP控制器（5）对锁相环电路A（6）和锁相环电路B（7）输出的虚拟码盘信号进行分频DSP控制器（5）根据预先设定的十进制线程值M，输出四位对应的二进制开关信号到可变线程选择电路A（8）和可变线程选择电路B（9），将锁相环电路A（6）输出的正交虚拟码盘信号QEP_AB进行M分频，将锁相环电路B（7）输出的正交虚拟码盘信号QEP_C进行M分频，其中，M为2的P次方，且P为正整数，输出到可变线程选择电路A（8）和可变线程选择电路B（9）的四位二进制开关信号正好是P值对应的四位二进制开关信号DD3DD2DD1DD0，DD3对应四位二进制的最高位，DD0对应四位二进制的最低位；第三步  DSP控制器（5）判断电机转向DSP控制器（5）根据两路正交虚拟码盘信号QEP_AB、QEP_C的相位关系判断电机的转向，当QEP_AB超前QEP_C 90°时，电机正转，当QEP_AB滞后QEP_C 90°时，电机反转；第四步  DSP控制器（5）获取电机转速和延时角度DSP控制器（5）捕捉QEP_AB、QEP_C信号，利用预定时间段内捕捉的正交虚拟码盘信号QEP_AB的计数值X₁和正交虚拟码盘信号QEP_C的计数值X₂，获取预定时间段内的平均脉冲捕捉计数值X=，然后DSP控制器（5）根据已经预先设定的十进制线程值M和平均脉冲捕捉计数值X，得到电机的转速ω=；DSP控制器（5）根据得到的电机转速ω获取信号整形电路（4）输出的正交虚拟霍尔信号H_AB”相对于电机线电压信号u_AB过零点的延时角度：（1）其中，R_a、R_b、R₂、R₃分别为电压提取与信号滤波电路（1）中的电阻值，C₁、C₂、C₃分别为电压提取与信号滤波电路（1）中的电容值，ω为电机的转速；第五步  DSP控制器（5）判断转子磁极绝对零位置DSP控制器（5）利用信号整形电路（4）输出的正交虚拟霍尔信号H_AB”的上升沿来判断电机一个电周期的绝对零位置，当H_AB”的上升沿到来时，证明电机已经旋转一周，DSP控制器（5）将捕捉的QEP_AB信号计数值清零；第六步  DSP控制器（5）获取转子磁极位置DSP控制器（5）利用捕捉的QEP_AB信号计数值减去延时角度得到转子磁极位置；当DSP控制器（5）捕捉的QEP_AB信号计数值为x，电机正转时，转子磁极位置pos为：（2）电机反转时，转子位置pos为：（3）至此，实现了永磁同步电机转子磁极位置实时补偿校正。