高速无刷直流电机的换相误差补偿系统及方法技术方案

本发明专利技术实施例提供了一种高速无刷直流电机的换相误差补偿系统及方法。该换相误差补偿系统包括：包括：悬空相端电压获取电路、重构端电压获取电路、直流电压获取电路和处理器；悬空相端电压获取电路的输入端与高速无刷直流电机的三相绕组电连接，悬空相端电压获取电路的输出端与重构端电压获取电路的输入端电连接，重构端电压获取电路的输出端与直流电压获取电路的输入端电连接，直流电压获取电路的输出端与处理器的输入端电连接。该换相误差补偿系统能够提高高速无刷直流电机的换相误差补偿的精度。偿的精度。偿的精度。

【技术实现步骤摘要】
高速无刷直流电机的换相误差补偿系统及方法


[0001]本专利技术电机
，尤其涉及一种高速无刷直流电机的换相误差补偿系统及方法。

技术介绍

[0002]无刷直流电机的无位置传感器的换相方法，无需采用三路霍尔信号或者编码器等位置传感器，能够减少制造工艺、避免位置传感器引入换相误差，还降低能够降低换相系统的可靠性。无位置传感器换相技术在具体实现时，由于滤波器的相移以及软件、硬件的延迟会导致换相误差，因此，需要对换相误差进行补偿，以使换相误差趋近于零，从而提高换相的准确性。
[0003]现有技术中，基于电机的相电压、相电流、相反电动势等电机信号的对称性，当换相误差存在时，电机信号的积分量变为非对称，将这种非对称性用数学变量来描述，作为反馈量，可获取换相误差的补偿量，从而实现换相误差的闭环补偿。但是，实现上述技术方案时，需要满足电机信号的采样率远远高于电机的换相频率。
[0004]然而，高速无刷直流电机中，电机信号的采样率接近电机的换相频率，电机信号的采样率较低，导致获取到的反馈量的精度下降，使得换相误差的补偿精度降低。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例提供了一种高速无刷直流电机的换相误差补偿系统及方法，能够提高换相误差的控制精度。
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供了一种高速无刷直流电机的换相误差补偿系统，包括：
[0007]悬空相端电压获取电路、重构端电压获取电路、直流电压获取电路和处理器；
[0008]所述悬空相端电压获取电路的输入端与所述高速无刷直流电机的三相绕组电连接，所述悬空相端电压获取电路的输出端与所述重构端电压获取电路的输入端电连接，所述重构端电压获取电路的输出端与所述直流电压获取电路的输入端电连接，所述直流电压获取电路的输出端与所述处理器的输入端电连接；
[0009]所述悬空相端电压获取电路，用于根据所述高速无刷直流电机的三相端电压，获取悬空相端电压；所述重构端电压获取电路，用于根据所述悬空相端电压和控制信号，获取重构悬空相端电压，所述重构悬空相端电压在换相周期内单调递减；所述直流电压获取电路，用于获取所述重构悬空相端电压的直流电压；所述处理器，用于根据所述直流电压和换相周期，获取换相误差的积分反馈量；根据所述换相误差的积分反馈量，获取所述换相误差的补偿量。
[0010]可选地，所述悬空相端电压获取电路包括：第一单向开关、第二单向开关和第三单向开关；
[0011]所述第一单向开关的输入端与A相绕组电连接，所述第二单向开关的输入端与B相
绕组电连接、所述第三单向开关的输入端与C相绕组电连接，所述第一单向开关的输出端、所述第二单向开关的输出端和所述第三单向开关的输出端均与所述重构端电压获取电路的输入端电连接；
[0012]所述第一单向开关，用于根据A相端电压获取A相悬空相端电压；所述第二单向开关，用于根据B相端电压获取B相悬空相端电压；所述第三单向开关，用于根据C相端电压获取C相悬空相端电压；其中，所述悬空相端电压包括所述A相悬空相端电压、所述B相悬空相端电压和所述C相悬空相端电压。
[0013]可选地，所述重构端电压获取电路包括：选通开关、差分电路和两个接地电阻；
[0014]所述选通开关的输入端与所述重构端电压获取电路的输入端电连接，所述选通开关的第一输出端分别与第一接地电阻的第一端和所述差分电路的第一输入端电连接，所述选通开关的第二输出端分别与第二接地电阻的第一端和所述差分电路的第二输入端电连接，所述第一接地电阻的第二端和所述第二接地电阻的第二端均接地，所述选通开关的控制端与所述控制信号电连接；
[0015]所述选通开关，用于根据第一控制信号，控制导通所述选通开关的输入端和所述差分电路的第一输入端，根据第二控制信号，控制导通所述选通开关的输入端和所述差分电路的第二输入端；
[0016]所述差分电路的输出端与所述直流电压获取电路的输入端电连接；所述差分电路，用于若所述选通开关的输入端和所述差分电路的第一输入端导通，获取所述悬空相端电压中的第一电压；若所述选通开关的输入端和所述差分电路的第二输入端导通，获取所述悬空相端电压中的第二电压的反相电压；所述第一电压在换相周期内单调递减，所述第二电压在换相周期内单调递增，所述重构悬空相端电压包括所述第一电压和所述反相电压。
[0017]可选地，换相误差补偿系统还包括：控制信号发生电路；
[0018]所述控制信号发生电路的三个输入端分别与A相换相信号、B相换相信号和C相换相信号电连接，所述控制信号发生电路的输出端与所述选通开关的控制端电连接；
[0019]所述控制信号发生电路，用于根据A相换相信号、B相换相信号和C相换相信号，获取所述A相换相信号、所述B相换相信号与所述C相换相信号的和；根据所述A相换相信号、所述B相换相信号与所述C相换相信号的和，获取所述控制信号。
[0020]可选地，所述控制信号发生电路，进一步用于若所述A相换相信号、所述B相换相信号与所述C相换相信号的和等于1，获取所述第二控制信号；若所述A相换相信号、所述B相换相信号与所述C相换相信号的和等于2，获取所述第一控制信号。
[0021]第二方面，本专利技术实施例提供了一种高速无刷直流电机的换相误差补偿方法，适用于高速无刷直流电机的换相误差补偿系统，所述换相误差补偿系统包括：悬空相端电压获取电路、重构端电压获取电路、直流电压获取电路和处理器；
[0022]所述悬空相端电压获取电路的输入端与所述高速无刷直流电机的三相绕组电连接，所述悬空相端电压获取电路的输出端与所述重构端电压获取电路的输入端电连接，所述重构端电压获取电路输出端与所述直流电压获取电路的输入端电连接，所述直流电压获取电路的输出电路的输出端与所述处理器的输入端电连接；；
[0023]所述换相误差补偿方法包括：
[0024]根据所述高速无刷直流电机的三相端电压，获取悬空相端电压；
[0025]根据所述悬空相端电压和控制信号，获取重构悬空相端电压；其中，所述重构悬空相端电压在换相周期内单调递减；
[0026]根据所述重构悬空相端电压，获取所述重构悬空相端电压的直流电压；
[0027]根据所述直流电压和换相周期，获取换相误差的积分反馈量；
[0028]根据所述换相误差的积分反馈量，获取所述换相误差的补偿量。
[0029]可选地，所述根据所述高速无刷直流电机的三相端电压信号，获取悬空相端电压，包括：
[0030]根据A相端电压获取A相悬空相端电压，根据B相端电压获取B相悬空相端电压，根据C相端电压获取C相悬空相端电压；所述悬空相端电压包括所述A相悬空相端电压、所述B相悬空相端电压和所述C相悬空相端电压。
[0031]可选地，所述根据所述悬空相端电压和控制信号，获取重构悬空相端电压，包括：
[0032]根据第一控制信号，获取所述悬空相端电压中的第一电压；
[0033]根据第二控制信号，获取所述悬空相端电压中的第二电压的反本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高速无刷直流电机的换相误差补偿系统，其特征在于，包括：悬空相端电压获取电路、重构端电压获取电路、直流电压获取电路和处理器；所述悬空相端电压获取电路的输入端与所述高速无刷直流电机的三相绕组电连接，所述悬空相端电压获取电路的输出端与所述重构端电压获取电路的输入端电连接，所述重构端电压获取电路的输出端与所述直流电压获取电路的输入端电连接，所述直流电压获取电路的输出端与所述处理器的输入端电连接；所述悬空相端电压获取电路，用于根据所述高速无刷直流电机的三相端电压，获取悬空相端电压；所述重构端电压获取电路，用于根据所述悬空相端电压和控制信号，获取重构悬空相端电压，所述重构悬空相端电压在换相周期内单调递减；所述直流电压获取电路，用于获取所述重构悬空相端电压的直流电压；所述处理器，用于根据所述直流电压和换相周期，获取换相误差的积分反馈量；根据所述换相误差的积分反馈量，获取所述换相误差的补偿量。2.根据权利要求1所述的换相误差补偿系统，其特征在于，所述悬空相端电压获取电路包括：第一单向开关、第二单向开关和第三单向开关；所述第一单向开关的输入端与A相绕组电连接，所述第二单向开关的输入端与B相绕组电连接、所述第三单向开关的输入端与C相绕组电连接，所述第一单向开关的输出端、所述第二单向开关的输出端和所述第三单向开关的输出端均与所述重构端电压获取电路的输入端电连接；所述第一单向开关，用于根据A相端电压获取A相悬空相端电压；所述第二单向开关，用于根据B相端电压获取B相悬空相端电压；所述第三单向开关，用于根据C相端电压获取C相悬空相端电压；其中，所述悬空相端电压包括所述A相悬空相端电压、所述B相悬空相端电压和所述C相悬空相端电压。3.根据权利要求1或2所述的换相误差补偿系统，其特征在于，所述重构端电压获取电路包括：选通开关、差分电路和两个接地电阻；所述选通开关的输入端与所述重构端电压获取电路的输入端电连接，所述选通开关的第一输出端分别与第一接地电阻的第一端和所述差分电路的第一输入端电连接，所述选通开关的第二输出端分别与第二接地电阻的第一端和所述差分电路的第二输入端电连接，所述第一接地电阻的第二端和所述第二接地电阻的第二端均接地，所述选通开关的控制端与所述控制信号电连接；所述选通开关，用于根据第一控制信号，控制导通所述选通开关的输入端和所述差分电路的第一输入端，根据第二控制信号，控制导通所述选通开关的输入端和所述差分电路的第二输入端；所述差分电路的输出端与所述直流电压获取电路的输入端电连接；所述差分电路，用于若所述选通开关的输入端和所述差分电路的第一输入端导通，获取所述悬空相端电压中的第一电压；若所述选通开关的输入端和所述差分电路的第二输入端导通，获取所述悬空相端电压中的第二电压的反相电压；所述第一电压在换相周期内单调递减，所述第二电压在换相周期内单调递增，所述重构悬空相端电压包括所述第一电压和所述反相电压。4.根据权利要求3所述的换相误差补偿系统，其特征在于，还包括：控制信号发生电路；所述控制信号发生电路的三个输入端分别与A相换相信号、B相换相信号和C相换相信
号电连接，所述控制信号发生电路的输出端与所述选通开关的控制端电...

【专利技术属性】
技术研发人员：金浩，刘刚，郑世强，陈宝栋，张海峰，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：