一種永磁同步電機速度檢測方法技術

本發明專利技術公開了一種永磁同步電機速度檢測方法，首先在連接電機的三相線上通過電阻分壓得到一定電壓幅值的三相定子電壓信號U1、V1、W1，構造相應的隔離電壓信號U2、V2、W2；再兩兩比較后得到三路線電壓信號VW、UV、UW；得到三路相位角互相相差120°且包含當前運行頻率信息的電壓信號UA、UB、UC；將電壓信號UA、UB、UC任意兩路異或后再與第三路異或，得到3倍頻電壓信號UT：此3倍頻電壓信號UT輸入DSP捕獲通道，通過檢測相鄰兩兩脈沖沿相隔計數值，得到兩脈沖沿間隔時間，最終計算電機的轉速。本發明專利技術解決現有基于反電動勢法的轉速檢測方法實時性不高、容易產生錯誤檢測值以及在較低速時無法精準檢測轉速的問題。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于電機轉速檢測
，具體涉及。
技術介紹
在永磁同步電機控制系統中，一般需要在轉軸上安裝機械傳感器來測量電機的轉速，但機械傳感器的引入會加大電機體積、增加系統成本以及降低系統的適用范圍。因此無傳感器控制技術在永磁同步電機控制系統中應用具有重要意義。目前無傳感器控制策略主要是通過測量電機定子電壓和電流，并通過特定的算法 估算轉速，主要有直接計算法、觀測器法、高頻信號注入法、反電動勢法以及人工智能法等。直接計算法對電機參數變化較敏感，抗干擾能力較差；觀測器法計算量大，導致系統開銷增大；高頻信號注入法依賴于電機凸極效應，適用性不強；人工智能法實現復雜，在工業應用上還有一定距離。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供，解決現有基于反電動勢法的轉速檢測方法實時性不高、容易產生錯誤檢測值以及在較低速時無法精準檢測轉速的問題，保證了無速度傳感器矢量控制策略正確實施。本專利技術所采用的技術方案是，，其特征在于，具體步驟如下步驟I、首先在連接電機的三相線上通過電阻分壓得到一定電壓幅值的三相定子電壓信號U1、VI、W1，并由此三路信號分別經過電壓跟隨器構造相應的隔離電壓信號U2、V2.W2 ；步驟2、由隔離電壓信號U2、V2、W2兩兩比較后得到三路線電壓信號VW、UV、UW ；步驟3、三路線電壓信號VW、UV、Uff經過濾波后分別與零點電位相比較，得到三路相位角互相相差120°且包含當前運行頻率信息的電壓信號UA、UB、UC ；步驟4、將電壓信號UA、UB、UC任意兩路異或后再與第三路異或，得到3倍頻電壓信號UT 步驟5、此3倍頻電壓信號UT輸入DSP捕獲通道，通過檢測相鄰兩兩脈沖沿相隔計數值，得到兩脈沖沿間隔時間，計算6倍頻信號頻率fk，計算6倍頻信號頻率fk的六分之一為電機運行頻率f；，繼而由公式^H十算電機的轉速，其中，P為電機的極對數。本專利技術永磁同步電機速度檢測方法的有益效果是無需安裝速度傳感器即可實現速度精確檢測，并且適用于較低轉速，可廣泛應用于永磁同步電機控制系統。附圖說明圖I是實現本專利技術的檢測裝置中的電壓信號采樣電路圖2是實現本專利技術的檢測裝置中的電壓隔離電路圖；圖3是實現本專利技術的檢測裝置中的3倍頻電壓信號UT產生電路圖；圖4是圖3的局部放大圖之一；圖5是圖3的局部放大圖之二 ；圖6是圖3的局部放大圖之三；圖7是本專利技術中各電壓信號的倍頻關系示意圖。具體實施例方式本專利技術，具體步驟如下 步驟I、首先在連接電機的三相線上通過電阻分壓得到一定電壓幅值的三相定子電壓信號U1、VI、W1，并由此三路信號分別經過電壓跟隨器構造相應的隔離電壓信號U2、V2、W2。步驟2、由隔離電壓信號U2、V2、W2兩兩比較后得到三路線電壓信號VW、UV、UW。步驟3、三路線電壓信號VW、UV、Uff經過濾波后分別與零點電位相比較，得到三路相位角互相相差120°且包含當前運行頻率信息的電壓信號UA、UB、UC。步驟4、將電壓信號UA、UB、UC任意兩路異或后再與第三路異或，得到3倍頻電壓信號UT。步驟5、此3倍頻電壓信號UT輸入DSP捕獲通道，通過檢測相鄰兩兩脈沖沿相隔計數值，得到兩脈沖沿間隔時間，計算6倍頻信號頻率fk，計算6倍頻信號頻率fk的六分之一為電機運行頻率fm，繼而由公式十算電機的轉速，其中，P為電機的極對數。用于實現上述永磁同步電機速度檢測方法的檢測裝置，包括用于得到三相定子電壓信號U1、V1、W1的電壓信號采樣電路，用于得到隔離電壓信號U2、V2、W2的電壓隔離電路，以及3倍頻電壓信號UT產生電路。如圖I所示，電壓信號采樣電路為電機三相定子電壓U信號經第一功率電阻RU和第一電阻Rl分壓后得到電壓信號U1，第一電阻Rl的另一端接地，電壓信號Ul上并聯連接第五二極管D5陽極和第六二極管D6陰極，第五二極管D5陰極接+15V電壓，所述第六二極管D6陽極接-15V電壓。電機三相定子電壓V信號經第二功率電阻RV和第二電阻R2分壓后得到電壓信號VI，第二電阻R2的另一端接地，電壓信號Vl上并聯連接第三二極管D3陽極和第四二極管D4陰極，第三二極管D3陰極接+15V電壓，第四二極管D4陽極接-15V電壓。電機三相定子電壓W信號經第三功率電阻RW和第三電阻R3分壓后得到電壓信號W1，第三電阻R3的另一端接地，電壓信號Wl上并聯連接第一二極管Dl陽極和第二二極管D2陰極，第一二極管Dl陰極接+15V電壓，第二二極管D2陽極接-15V電壓。如圖2所示，電壓隔離電路包括電壓信號Ul接入第三運算放大器U3A的同相輸入端，第三運算放大器U3A的輸出端連接其反相輸入端，并輸出隔離電壓信號U2，第三運算放大器U3A的工作電壓輸入端連接+5V電壓且接地端接地。電壓信號Vl接入第二運算放大器U2A的同相輸入端，第二運算放大器U2A的輸出端連接其反相輸入端，并輸出隔離電壓信號V2，第二運算放大器U2A的工作電壓輸入端連接+5V電壓且接地端接地。電壓信號Wl接入第一運算放大器UlA的同相輸入端，第一運算放大器UlA的輸出端連接其反相輸入端，并輸出隔離電壓信號W2，第一運算放大器UlA的工作電壓輸入端連接+5V電壓且接地端接地。如圖3所示，3倍頻電壓信號UT產生電路包括三路相同的分支，首先由隔離電壓信號U2、V2、W2兩兩比較后，得到三路線電壓信號VW、UV、UW。三路線電壓信號VW、UV、Uff經過濾波后分別與零點電位相比較，得到三路相位角互相相差120°且包含當前運行頻率信息的電壓信號UA、UB、UC。將電壓信號UA、UB、UC任意兩路異或后再與第三路異或，得到3倍頻電壓信號UT。結合圖4和圖5所示，以電壓信號UA的產生為例說明。隔離電壓信號W2連接第四運算放大器UlB的同相輸入端，隔離電壓信號V2連接第四運算放大器UlB的反相輸入端， 第四運算放大器UlB的反相輸入端和輸出端之間連接第四電阻R4，第四運算放大器UlB的輸出端輸出三路線電壓信號VW ;第五電阻R5的一端連接第四運算放大器UlB輸出端,第五電阻R5的另一端與第一電容Cl、第七二極管D7陰極、第八二極管D8陽極以及第六電阻R6的一端相連，第七二極管D7陽極和第一電容Cl的另一端接地，第八二極管D8陰極連接+5V電壓，第六電阻R6的另一端連接第九二極管D9陰極、第十二極管DlO陽極、第二電容C2的一端和第五運算放大器U4A的反相輸入端；第五運算放大器U4A的同相輸入端連接第九二極管D9陽極、第十二極管DlO陰極、第二電容C2的另一端、第七電阻R7的一端以及第八電阻R8的一端，第七電阻R7的另一端接地，第八電阻R8的另一端接第五運算放大器U4A的輸出端，第五運算放大器U4A的工作電壓輸入端連接+5V電壓且接地端接地，第五運算放大器U4A的輸出端連接第九電阻R9和第十電阻RlO的一端，第九電阻R9的另一端接+5V電壓，第十電阻RlO的另一端接第三電容C3和第一緩沖器芯片U6A的輸入端，第三電容C3的另一端接地，第一緩沖器芯片U6A選用74HC07芯片，第一緩沖器芯片U6A的工作電壓輸入端連接+5V電壓且接地端接地，第一緩沖器芯片U6A的輸出端輸出電壓信號UA，電壓信號UA與第^ 電阻Rll的一端相連，第^ 電阻Rll的另一端接+5V電壓。如圖6所示，電壓信號UA、UB分別接入第一異或芯片本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種永磁同步電機速度檢測方法，其特征在于，具體步驟如下：步驟1、首先在連接電機的三相線上通過電阻分壓得到一定電壓幅值的三相定子電壓信號U1、V1、W1，并由此三路信號分別經過電壓跟隨器構造相應的隔離電壓信號U2、V2、W2；步驟2、由隔離電壓信號U2、V2、W2兩兩比較后得到三路線電壓信號VW、UV、UW；步驟3、三路線電壓信號VW、UV、UW經過濾波后分別與零點電位相比較，得到三路相位角互相相差120°且包含當前運行頻率信息的電壓信號UA、UB、UC；步驟4、將電壓信號UA、UB、UC任意兩路異或后再與第三路異或，得到3倍頻電壓信號UT：步驟5、此3倍頻電壓信號UT輸入DSP捕獲通道，通過檢測相鄰兩兩脈沖沿相隔計數值，得到兩脈沖沿間隔時間，計算6倍頻信號頻率fk，計算6倍頻信號頻率fk的六分之一為電機運行頻率fm，繼而由公式計算電機的轉速，其中，P為電機的極對數。FDA00001919535500011.jpg

【技術特征摘要】
1.一種永磁同步電機速度檢測方法，其特征在于，具體步驟如下步驟I、首先在連接電機的三相線上通過電阻分壓得到一定電壓幅值的三相定子電壓信號U1、V1、W1，并由此三路信號分別經過電壓跟隨器構造相應的隔離電壓信號U2、V2、W2 ；步驟2、由隔離電壓信號U2、V2、W2兩兩比較后得到三路線電壓信號VW、UV、Uff ； 步驟3、三路線電壓信號VW、UV、Uff經過濾波后分別與零點電位相比較，得到三路...

【專利技術屬性】
技術研發人員：尹忠剛，鐘彥儒，曹鈺，劉靜，張瑞峰，
申請(專利權)人：西安理工大學，
類型：發明
國別省市：