一种永磁同步电机位置信号冗余检测方法及系统技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种永磁同步电机位置信号冗余检测方法及系统，包括：获取永磁同步电机三相驱动电路的正弦模拟电压信号Va、Vb和Vc，将所述正弦模拟电压信号Va、Vb和Vc送入比较器处理并输出过零数字脉冲信号V1、V2和V3，将所述过零数字脉冲信号V1、V2和V3送入倍频器进行一个与处理获取与处理数字脉冲信号V1-2、V2-3和V1-3，再将所述与处理数字脉冲信号V1-2、V2-3和V1-3再进行一个或处理输出一路倍频数字脉冲信号V，获取所述倍频数字脉冲信号V的频率F，并计算出电机的转速n。采用上述方法及系统经过零比较、倍频处理之后，可以准确的获得永磁同步电机的位置信号，控制电路通过获取的位置信号可以精确的控制永磁同步电机，保证了电动汽车和人的安全。

【技术实现步骤摘要】
一种永磁同步电机位置信号冗余检测方法及系统
本专利技术涉及电机控制
，特别是涉及一种永磁同步电机位置信号冗余检测方法及系统。
技术介绍
永磁同步电机是电动汽车常用的电机之一，在电动汽车运转过程中准确检测永磁同步电机的位置信号可以保证电动汽车的正常运行。在永磁同步电机控制系统中，旋转变压器及其信号调理电路共同构成电机的位置信号检测系统，该位置信号可理解为电机转子的旋转速度。利用旋转速度从而有效的获得了电机的转子位置信息，该检测系统通过实时检测永磁同步电机位置信号并反馈给控制系统参与闭环控制，能够成功的进行矢量控制，从而有效地使电动汽车进入安全模式或停车模式。以保证永磁同步电机平稳可靠运行。由于电动汽车长时间工作在高速振动工况下，目前的检测装置旋转变压器加解码部分存在一定的故障率，一旦出现故障将对电机控制系统造成巨大影响。尤其是电动汽车在高速运行过程中，出现位置信号检测系统故障，会引起车辆或人员的安全隐患。为了保障车辆运行过程中的安全性，汽车在行驶时，一旦位置信号检测系统出现故障，电控系统需要立即利用冗余的位置信号检测系统获取永磁同步电机位置信息，继续实现对永磁同步电机的有效控制，从而使车辆平稳地过渡到安全模式或停车模式。目前冗余的永磁同步电机位置检测方法是从控制算法角度出发，通过软件建模等方法实现。在不使用旋转变压器等位置传感器情况下，利用输送给永磁同步电机的电压或电流信号，将其作为控制模型的输入量，建立一套基于模型的参数估计算法。模型的精度及估算方法都会影响到位置检测的准确性，都制约或影响了控制系统的性能，无法有效的保护车辆或人员的安全。
技术实现思路
本专利技术实施例中提供了一种永磁同步电机位置信号冗余检测方法及系统，以解决现有技术中的冗余的永磁同步电机位置检测方法无法准确的检测到电机位置信号的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术实施例公开了如下技术方案：一种永磁同步电机位置信号冗余检测方法，所述方法包括：获取永磁同步电机三相驱动电路的正弦模拟电压信号Va、Vb和Vc；将所述正弦模拟电压信号Va、Vb和Vc送入比较器处理并输出过零数字脉冲信号V1、V2和V3；将所述过零数字脉冲信号V1、V2和V3送入倍频器进行一个与处理获取与处理数字脉冲信号V1-2、V2-3和V1-3，再将所述与处理数字脉冲信号V1-2、V2-3和V1-3再进行一个或处理输出一路倍频数字脉冲信号V；获取所述倍频数字脉冲信号V的频率F，并计算出电机的转速n。优选地，所述获取电机三相驱动电路的正弦模拟电压信号Va、Vb和Vc，包括：获取永磁同步电机的三相驱动电流Ia、Ib和Ic；将所述三相驱动电流Ia、Ib和Ic通过电流传感器；获取永磁同步电机三相驱动电路的正弦模拟电压信号Va、Vb和Vc。优选地，所述将正弦模拟电压信号Va、Vb和Vc送入比较器处理，并输出过零数字脉冲信号V1、V2、V3，包括：预设一个零电位信号V0；将三相正弦模拟电压信号Va、Vb和Vc作为三个比较器的输入信号；将所述输入信号与所述零电位信号V0进行比较；如果所述输入信号高于所述零电位信号V0，输出一个高电平信号；如果所述输入信号低于所述零电位信号V0，输出一个低电平信号；获得并输出处理后的过零数字脉冲信号V1、V2和V3。优选地，所述将过零数字脉冲信号V1、V2和V3送入倍频器进行一个与处理获取与处理数字脉冲信号V1-2、V2-3和V1-3，包括：将所述过零数字脉冲信号V1、V2和V3两两相与；获得比较数字脉冲信号V1-2、V2-3和V1-3。优选地，所述获取倍频数字脉冲信号V的频率F，计算出电机的转速n，包括：获取电机的极对数p；根据旋转电机的旋转计算公式n＝60f/p，以及所述电机极对数p、倍频数字脉冲信号V的频率F计算得出电机转速n＝20F/p。一种永磁同步电机位置信号冗余检测系统，所述系统包括：获取模块，用于获取永磁同步电机三相驱动电路的正弦模拟电压信号Va、Vb和Vc；过零处理模块，用于根据所述正弦模拟电压信号Va、Vb和Vc获得过零数字脉冲信号V1、V2和V3；倍频处理模块，用于将所述过零数字脉冲信号V1、V2和V3进行一个与处理获取与处理数字脉冲信号V1-2、V2-3和V1-3，再将所述与处理数字脉冲信号V1-2、V2-3和V1-3进行一个或处理输出一路倍频数字脉冲信号V；数据处理模块，用于根据所述倍频数字脉冲电压信号V的频率F，计算出电机的转速n。优选地，所述获取模块包括电流获取单元和电流传感单元，其中所述电流获取单元，用于获取永磁同步电机的三相驱动电流Ia、Ib和Ic；所述电流传感单元，用于根据所述三相驱动电流Ia、Ib和Ic获取正弦模拟电压信号Va、Vb和Vc。优选地，所述过零处理模块包括比较单元，其中，所述比较单元，用于将所述正弦模拟电压信号Va、Vb和Vc分别与所述零电位信号V0进行比较获得过零数字脉冲信号V1、V2和V3。优选地，所述倍频处理模块包括与门电路单元和或门电路单元，其中，所述与门电路单元，用于将所述过零数字脉冲信号V1、V2和V3两两相与，获得与处理数字脉冲信号V1-2、V2-3和V1-3；所述或门电路单元，用于将所述与处理数字脉冲信号V1-1、V2-1和V3-1处理后，输出倍频数字脉冲信号V。由以上技术方案可见，本专利技术实施例提供的永磁同步电机位置信号冗余检测方法及系统，包括：获取永磁同步电机三相驱动电路的正弦模拟电压信号Va、Vb和Vc，将所述正弦模拟电压信号Va、Vb和Vc送入比较器处理并输出过零数字脉冲信号V1、V2和V3，将所述过零数字脉冲信号V1、V2和V3送入倍频器进行一个与处理获取与处理数字脉冲信号V1-2、V2-3和V1-3，再将所述与处理数字脉冲信号V1-2、V2-3和V1-3再进行一个或处理输出一路倍频数字脉冲信号V，获取所述倍频数字脉冲信号V的频率F，并计算出电机的转速n。经过零比较、倍频处理之后，获得的倍频数字脉冲信号V相比原始正弦模拟电压信Va、Vb、Vc，周期是后者的1/3，因此其频率是后者3倍，采用上述方法可以准确的获得永磁同步电机的位置信号，控制电路通过获取的位置信号可以精确的控制永磁同步电机，保证了电动汽车和人的安全。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种永磁同步电机位置信号冗余检测方法流程示意图；图2为本专利技术实施例提供的获取数字脉冲信号的方法流程示意图；图3为三相正弦模拟信号过零处理后输出数字脉冲信号示意图；图4为扇区逻辑状态示意图；图5为本专利技术实施例提供的一种永磁同步电机位置信号冗余检测系统结构示意图；图6为本专利技术实施例提供的一种获取倍频数字脉冲信号的电路结构示意图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术中的技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种永磁同步电机位置信号冗余检测方法，其特征在于，所述方法包括：获取永磁同步电机三相驱动电路的正弦模拟电压信号Va、Vb和Vc；将所述正弦模拟电压信号Va、Vb和Vc送入比较器处理并输出过零数字脉冲信号V1、V2和V3；将所述过零数字脉冲信号V1、V2和V3送入倍频器进行一个与处理获取与处理数字脉冲信号V1‑2、V2‑3和V1‑3，再将所述与处理数字脉冲信号V1‑2、V2‑3和V1‑3再进行一个或处理输出一路倍频数字脉冲信号V；获取所述倍频数字脉冲信号V的频率F，并计算出电机的转速n。

【技术特征摘要】
1.一种永磁同步电机位置信号冗余检测方法，其特征在于，所述方法包括：获取永磁同步电机三相驱动电路的正弦模拟电压信号Va、Vb和Vc；将所述正弦模拟电压信号Va、Vb和Vc送入比较器处理并输出过零数字脉冲信号V1、V2和V3；将所述过零数字脉冲信号V1、V2和V3送入倍频器进行一个与处理获取与处理数字脉冲信号V1-2、V2-3和V1-3，再将所述与处理数字脉冲信号V1-2、V2-3和V1-3再进行一个或处理输出一路倍频数字脉冲信号V；获取所述倍频数字脉冲信号V的频率F，并计算出电机的转速n。2.根据权利要求1所述的永磁同步电机位置信号冗余检测方法，其特征在于，所述获取电机三相驱动电路的正弦模拟电压信号Va、Vb和Vc，包括：获取永磁同步电机的三相驱动电流Ia、Ib和Ic；将所述三相驱动电流Ia、Ib和Ic通过电流传感器；获取永磁同步电机三相驱动电路的正弦模拟电压信号Va、Vb和Vc。3.根据权利要求2所述的永磁同步电机位置信号冗余检测方法，其特征在于，所述将正弦模拟电压信号Va、Vb和Vc送入比较器处理，并输出过零数字脉冲信号V1、V2、V3，包括：预设一个零电位信号V0；将三相正弦模拟电压信号Va、Vb和Vc作为三个比较器的输入信号；将所述输入信号与所述零电位信号V0进行比较；如果所述输入信号高于所述零电位信号V0，输出一个高电平信号；如果所述输入信号低于所述零电位信号V0，输出一个低电平信号；获得并输出处理后的过零数字脉冲信号V1、V2和V3。4.根据权利要求1所述的永磁同步电机位置信号冗余检测方法，其特征在于，所述将过零数字脉冲信号V1、V2和V3送入倍频器进行一个与处理获取与处理数字脉冲信号V1-2、V2-3和V1-3，包括：将所述过零数字脉冲信号V...

【专利技术属性】
技术研发人员：张亚明，杜全辉，李天文，张浩，陈大见，谭金权，冯波，
申请(专利权)人：重庆凯瑞电动汽车系统有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;85