永久磁铁同步电机的转子位置检测装置及其检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种永久磁铁同步电机的转子位置检测装置及其检测方法，其装置包括：输出启动永久磁铁同步电机的三相电压的电机启动装置；检测出的三相电压及三相电流，经过运算得转子位置情报，根据情报给电机启动装置输出启动控制信号的控制器。其方法包括如下阶段：检测相加三相电压及相应的三相电流阶段；依据叠加原理分离做出定子电流方程式的阶段；计算出二相电流ｉ↓［α］，ｉ↓［β］，算出二相电流和定子电流方程式，竖立转子电流方程式阶段；运算电机的逆电流ｅ↓［α］，ｅ↓［β］，得出转子的位置情报θ↓［ｅ］输出一定的信号电机启动的阶段。本发明专利技术的有益效果是：不需要设置转子位置的回路，采用了简单的位置检测方法，正确检测转子的位置，启动电机。增加产品的效率。

【技术实现步骤摘要】
永久磁铁同步电机的转子位置检测装置及其检测方法
本专利技术涉及的是永久磁铁同步电机，特别涉及的是永久磁铁同步电机的转子位置检测装置以及其检测方法。
技术介绍
下面结合附图对现有技术永久磁铁同步电机的转子位置检测方法进行说明。图1是现有技术永久磁铁同步电机的转子位置检测装置连接框图。现有技术永久磁铁同步电机的转子位置检测装置如图1所示，包括：输出启动永久磁铁同步电机20三相电压Va、Vb、Vc的电机驱动装置10；检测永久磁铁同步电机20转子位置的检测装置30；根据检测装置30检测的转子位置信号输出永久磁铁同步电机20启动控制信号的微电脑40。下面对现有技术永久磁铁同步电机转子位置检测装置的动作过程进行说明。如图1所示，电机启动装置10根据微电脑40的控制信号输出三相电压Va、Vb、Vc，由此启动永久磁铁同步电机20；永久磁铁同步电机的内部设置有永久磁铁，使相励磁(图中未示)与转子的位置同步，进行磁化；为了准确的磁化相励磁，需要检测相关永久磁铁同步电机的转子位置；检测装置30根据永久磁铁同步电机20的启动，检测永久磁铁同步电机(PMSM)转子的位置。微电脑40接收检测装置30检测转子的位置信号，根据转子的位置信号控制其启动装置10，以使其驱动永久磁铁同步电机20。但是现有技术永久磁铁同步电机的转子位置检测装置具存在如下问题。首先，为了检测永久磁铁同步电机的转子位置，需要设置检测装置，比如孔传感器、译码器，这样必然增加电机相关的生产费用，提高生产成本。其次，将对于环境比较敏感的检测装置设置在永久磁铁同步电机上，-->由此缩小了电机产品的适用范围，而且会降低产品的品质。最后，如果在永久磁铁同步电机上设置了检测装置，就要在产品的内部预留一定的空间，上述电机不适用于其他产品。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述技术的不足，提供一种无需设置附加回路就可以检测永久磁铁同步电机的转子位置检测装置及其检测方法。本专利技术所采用的技术方案是：一种永久磁铁同步电机的转子位置检测装置，包括：当输入某种信号时，输出启动永久磁铁同步电机的三相电压Va、Vb、Vc的电机启动装置；检测出电机启动装置输出的三相电压Va、Vb、Vc及相应的三相电流ia、ib、ic，并能够以所检测的三相电压Va、Vb、Vc和三相电流ia、ib、ic为基础，经过运算得出永久磁铁同步电机转子位置情报，并根据得到的转子位置情报给电机启动装置输出永久磁铁同步电机的启动控制信号的控制器。所述永久磁铁同步电机的转子位置的检测方法，包括如下阶段：检测相加于永久磁铁同步电机的三相电压Va、Vb、Vc以及相应的三相电流ia、ib、ic的阶段；对于所检测出的三相电压进行换算，导出二相电压Vα、Vβ，并依据叠加原理分离所述各电压的电压源，做出永久磁铁同步电机的定子电流iαr iβr方程式的阶段；对于所检测的三相电流ia、ib、ic进行运算，计算出二相电流iα，iβ，根据算出的二相电流和定子电流方程式，竖立永久磁铁同步电机的转子电流iαr iβr方程式的阶段；以所述转子电流方程式为基础，运算出永久磁铁同步电机的逆电流eα，eβ，得出转子的位置情报θe，并根据得出的转子位置情报，输出一定的信号，由此使永久磁铁同步电机启动的阶段。本专利技术的有益效果是：本专利技术的永久磁铁同步电机的转子位置检测装置以及方法具有如下的效果：首先，不需要设置检测永久磁铁同步电机的转子位置的回路，因此减少了产品的生产费用。其次，永久磁铁同步电机在任何使用环境下，都可以正确检测转子的-->位置，启动电机。最后，采用了简单的位置检测方法，检测各个产品中设有的永久磁铁同步电机的转子的位置，增加产品的效率。附图说明图1是现有技术永久磁铁同步电机转子位置检测装置连接框图；图2是本专利技术永久磁铁同步电机转子位置检测装置连接框图；图3是本专利技术永久磁铁同步电机转子位置检测方法流程图；图4是本专利技术永久磁铁同步电机的等价回路图；图5a、图5b是图4中的永久磁铁同步电机等价回路α-β轴上的等价回路图；图6a、图6b是图5a的等价回路中分离出的电压源图；图7a、图7b是图5b中的等价回路中分离出的电压源图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明。图1是现有技术永久磁铁同步电机转子位置检测装置连接框图；图2是本专利技术永久磁铁同步电机转子位置检测装置连接框图；图3是本专利技术永久磁铁同步电机转子位置检测方法流程图；图4是本专利技术永久磁铁同步电机的等价回路图；图5a、图5b是图4中的永久磁铁同步电机等价回路α-β轴上的等价回路图；图6a、图6b是图5a的等价回路中分离出的电压源图；图7a、图7b是图5b中的等价回路中分离出的电压源图。本专利技术永久磁铁同步电机的转子位置检测装置如图2所示，永久磁铁同步电机的转子检测装置包括：当输入某种信号时，输出启动永久磁铁同步电机三相电压Va、Vb、Vc的电机启动装置100；检测出电机启动装置100输出的三相电压Va、Vb、Vc以及相应的三相电流ia、ib、ic，并能够以所检测的三相电压Va、Vb、Vc和三相电流ia、ib、ic为基础，经过运算得出永久磁铁同步电机200转子位置信息，并根据得到的转子位置信息给电机启动装置100输出永久磁铁同步电机200的启动控制信号的控制器300。下面结合附图3对本专利技术实施例进行说明。首先，控制器300检测相加于电机200，即永久磁铁同步电机(Permanent-->Magnet Synchronous electric Motor，以下简称PMSM)的三相电压Va、Vb、Vc及相应的三相电流ia、ib、ic的阶段S100。在这里，所述检测的三相电压是利用图4中的PMSM等价回路为基础运算，具有如下结果。[数学式1]：公式中Va、Vb、Vc分别是相加于永久磁铁同步电机200的各三相a、b、c上的电压，ia、ib、ic是对应所述三相电压的电流。如图4所示，公式中Ra、Rb、Rc表示三相线圈的电阻；ea、eb、ec表示三相a、b、c线圈上产生的感应速度电动势；Laa、Lbb、Lcc表示三相线圈的自身电感。而Mab、Mac、Mba、Mbc、Mca、Mcb则表示三相线圈相互之间的共同电感。磁场电感Laa、Lbb、Lcc表示永久磁铁同步电机的泄漏感应系数I和各个相互电感M的和。比如，所述电感Laa是l+(Mab+Mac)，其中(Mab+Mac)是(M/2+M/2)，因此Laa是(l+M)。结果，所述永久磁铁同步电机200的各相a、b、c上的电压，即三相电压Va、Vb、Vc如数学式1所示，依据电流，速度电动势，电阻，自身电感以及共同电感之间的相互关系算出。图4中的三相轴磁场，永久磁铁同步电机的定子磁场感应线，可以利用相互之间形成120°角的Ra的磁场感应线替代。在表现永久磁铁同步电机的圆形转子特性时，各个定子相位磁场感应线的磁场电感Laa、Lbb、Lcc，依存于泄漏磁束链接数的组合，所述磁束链接数同等的共用定子相位，而所述共用电感(Mab，Mac，Mba，Mbc，Mca，Mcb)与转子的位置相互独立。由此，数学式1定义的三相电压Va、Vb、Vc由数学式2运算出。-->[数学式2]：公式中P是数学式1中使用的的微分，L表示数学式2中的三相电压方程进行坐标变换，计算出α、β轴的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种永久磁铁同步电机的转子位置检测装置，其特征是该位置检测装置包括：当输入某种信号时，输出启动永久磁铁同步电机的三相电压（Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃ）的电机启动装置（１００）；检测出电机启动装置（１００）输出的三相电压（Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃ）及相应的三相电流（ｉａ、ｉｂ、ｉｃ），并能够以所检测的三相电压（Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃ）和三相电流（ｉａ、ｉｂ、ｉｃ）为基础，经过运算得出永久磁铁同步电机转子位置情报，并根据得到的转子位置情报给电机启动装置（１００）输出永久磁铁同步电机（２００）的启动控制信号的控制器（３００）。

【技术特征摘要】
1.一种永久磁铁同步电机的转子位置检测装置，其特征是该位置检测装置包括：当输入某种信号时，输出启动永久磁铁同步电机的三相电压(Va、Vb、Vc)的电机启动装置(100)；检测出电机启动装置(100)输出的三相电压(Va、Vb、Vc)及相应的三相电流(ia、ib、ic)，并能够以所检测的三相电压(Va、Vb、Vc)和三相电流(ia、ib、ic)为基础，经过运算得出永久磁铁同步电机转子位置情报，并根据得到的转子位置情报给电机启动装置(100)输出永久磁铁同步电机(200)的启动控制信号的控制器(300)。2.一种权利要求1中所述的永久磁铁同步电机的转子位置的检测方法，其特征是该检测方法包括如下阶段：检测相加于永久磁铁同步...

【专利技术属性】
技术研发人员：白承冕，郑太旭，金打雄，
申请(专利权)人：乐金电子天津电器有限公司，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]