一种新型永磁同步电机控制系统技术方案

一种新型永磁同步电机控制系统，属于电机控制技术领域。本实用新型专利技术为了解决现有全数字化PWM波形生成不精确的问题。本实用新型专利技术包括主电路、永磁同步电机、电机运动控制芯片、变换电路、三角波发生电路、比较器、驱动隔离电路和速度与位置传感器，电机运动控制芯片通过变换电路与比较器电性连接，比较器上还连接有三角波发生电路，比较器通过驱动隔离电路与所述主电路电性连接，电机运动控制芯片上还连接有电流传感器和速度与位置传感器，电流传感器和速度与位置传感器与永磁同步电机建立电性连接。本实用新型专利技术实现了提高控制电机的响应速度和计算精度的目的，解决了数字控制系统算法复杂而引起的控制效率降低与近似算法产生的误差较大的问题。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种新型永磁同步电机控制系统，属于电机控制

技术介绍
永磁同步电机具有着功率密度大、结构简单、效率高等诸多优点，随着永磁材料性能的不断发展和提高，特别是其热稳定性和耐腐蚀性的改善和价格的逐步降低以及电力电子器件的进一步发展，加上永磁电机研究开发经验的逐步成熟，永磁电机在汽车、国防、工农业生产和日常生活等方面获得了广泛的应用。目前，矢量控制通过解耦电流的方式使交流电机控制系统获得能够媲美直流调速系统的性能，因而全数字化矢量控制方式成为当今电机控制领域的主要控制方式，但因全数字化矢量控制采用数字信号运算处理生成PWM驱动信号，需使用近似算法计算载波与三角波交截点，因而不可避免的产生误差，引起计算精度问题，最终影响电机控制性能。
技术实现思路
本技术的目的是为解决上述技术问题，进而提供一种新型永磁同步电机控制系统。一种新型永磁同步电机控制系统包括主电路、永磁同步电机、电机运动控制芯片、变换电路、三角波发生电路、比较器、驱动隔离电路、电流传感器和速度与位置传感器，所述电机运动控制芯片通过变换电路与比较器电性连接，所述比较器上还连接有三角波发生电路，比较器通过驱动隔离电路与所述主电路电性连接，电机运动控制芯片上还连接有电流传感器和速度与位置传感器，电流传感器和速度与位置传感器与永磁同步电机建立电性连接。优选的：所述主电路包括工频电源模块，整流滤波电路和逆变电路，所述工频电源模块与整流滤波电路、逆变电路依次电性连接。优选的：所述电流传感器与逆变电路输出端相连，驱动隔离电路的输出端与逆变电路功率器件的受控端相连。优选的：所述电流传感器为霍尔电流传感器或分流器，位置速度传感器为绝对位置编码器、增量式编码器、霍尔传感器或旋转变压器，三角波发生电路为分立元件组成的模拟电路或三角波发生芯片组成。本技术的有益效果为：本技术提出的一种模数综合的控制策略控制永磁同步电机，从而达到降低控制算法复杂性，提高控制电机的响应速度和计算精度的目的，克服
了模拟控制系统易受环境温度变化，控制参数不易调节的缺点，同时解决了数字控制系统算法复杂而引起的控制效率降低与近似算法产生的误差较大的问题。与全数字化控制系统相比较，将载波与调制波比较生成PWM驱动方波的部分从运动控制芯片中移出，在芯片外部以模拟电路方式实现，由于模拟信号的连续性，可使载波与调制波直接比较实现自然采样法，无需采用近似算法来计算载波与调制波的交点，从而减小了计算误差。附图说明图1为一种新型永磁同步电机控制系统结构框图；图2为一种新型永磁同步电机控制系统控制原理图；图3为一种新型永磁同步电机控制系统模数综合控制原理框图；图中1-主电路，2-永磁同步电机，3-电机运动控制芯片，4-变换电路，5-三角波发生电路，6-比较器，7-驱动隔离电路，8-电流传感器，9-速度与位置传感器，10-工频电源模块，11-整流滤波电路，12-逆变电路。具体实施方式具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式的一种新型永磁同步电机控制系统包括主电路1、永磁同步电机2、电机运动控制芯片3、变换电路4、三角波发生电路5、比较器6、驱动隔离电路7、电流传感器8和速度与位置传感器9，所述电机运动控制芯片3通过变换电路4与比较器6电性连接，所述比较器6上还连接有三角波发生电路5，比较器通过驱动隔离电路7与所述主电路电性连接，电机运动控制芯片3上还连接有电流传感器8和速度与位置传感器9，电流传感器8和速度与位置传感器9与永磁同步电机2建立电性连接；所述主电路1包括工频电源模块10，整流滤波电路11和逆变电路12，所述工频电源模块10与整流滤波电路11、逆变电路12依次电性连接；所述电流传感器8与逆变电路12输出端相连，驱动隔离电路7的输出端与逆变电路功率器件的受控端相连；所述电流传感器8为霍尔电流传感器或分流器，位置速度传感器9为绝对位置编码器、增量式编码器、霍尔传感器或旋转变压器，三角波发生电路5为分立元件组成的模拟电路或三角波发生芯片组成。本技术的电机运动控制芯片3、变换电路4、三角波发生电路5和隔离驱动电路7组成控制电路；电流传感器8、速度与位置传感器9组成信号采集电路；电流传感器8采用霍尔电流传感器或分流器，速度与位置传感器9采用绝对位置编码器、增量式编码器、霍尔传感器或旋转变压器；信号采集电路由相关传感器的一次回路与逆变电路12、永磁
同步电机2相连，信号采集电路对应的传感器二次回路的信号输出端与以电机运动控制芯片3为核心的控制电路相连，以电机运动控制芯片3为核心的控制电路由计算得到调制波实时值经D/A输出并由变换电路4转换为交流正弦波信号和三角波发生电路5发出的三角波信号通过比较器6输出驱动功率器件的PWM信号，PWM信号经驱动隔离电路7调理放大后驱动逆变电路12，继而实现对永磁同步电机的控制。如图2所示，本技术运动控制器包括坐标逆变换模块，PI调节模块，电流转速比较模块。永磁同步电机的转速位置信号经位置速度传感器传输到运动控制器，与输入转速给定值相比较后经过PI处理得到交轴电流iq，采用id＝0控制，将其与霍尔电流传感器得到的三相定子电流值ia,ib,ic经坐标变换比较得到计算三相定子电压值ua0，ub0，uc0，经PI模块运算后输出PWM调制正弦波信号，输出的PWM调制信号通过比较器与模拟电路产生的三角波相互比较生成PWM驱动信号，这种信号生成方式降低了运动控制芯片内部近似算法所产生的误差，同时因算法简单，可以有效提升电机控制系统的响应速度和稳定性。如图3所示，由运动控制芯片经D/A芯片转换产生调制正弦波，采用自然采样双极性调制法与模拟电路产生的三角波模拟信号经比较器比较生成PWM驱动方波。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型永磁同步电机控制系统，包括主电路(1)、永磁同步电机(2)、电机运动控制芯片(3)、变换电路(4)、三角波发生电路(5)、比较器(6)、驱动隔离电路(7)、电流传感器(8)和速度与位置传感器(9)，其特征在于：所述电机运动控制芯片(3)通过变换电路(4)与比较器(6)电性连接，所述比较器(6)上还连接有三角波发生电路(5)，比较器通过驱动隔离电路(7)与所述主电路电性连接，电机运动控制芯片(3)上还连接有电流传感器(8)和速度与位置传感器(9)，电流传感器(8)和速度与位置传感器(9)与永磁同步电机(2)建立电性连接。

【技术特征摘要】
1.一种新型永磁同步电机控制系统，包括主电路(1)、永磁同步电机(2)、电机运动控制芯片(3)、变换电路(4)、三角波发生电路(5)、比较器(6)、驱动隔离电路(7)、电流传感器(8)和速度与位置传感器(9)，其特征在于：所述电机运动控制芯片(3)通过变换电路(4)与比较器(6)电性连接，所述比较器(6)上还连接有三角波发生电路(5)，比较器通过驱动隔离电路(7)与所述主电路电性连接，电机运动控制芯片(3)上还连接有电流传感器(8)和速度与位置传感器(9)，电流传感器(8)和速度与位置传感器(9)与永磁同步电机(2)建立电性连接。2.根据权利要求1所述的一种新型永磁同步电机控制系统，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：康尔良，姬北岳，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：新型
国别省市：黑龙江;23