[发明专利]一种永磁同步电机功角的检测装置及检测方法

说明书

一种永磁同步电机功角的检测装置及检测方法，所述装置由直流电压源、三相全桥逆变器、高阻值电阻及永磁同步电机构成，其中直流电压源中点接地，永磁同步电机的中性点通过高阻值电阻接地。所述方法是：检测得到高阻值电阻两端的电压作为永磁同步电机中性点电压；确定永磁同步电机端电压，用端电压减去中性点电压，得到相电压；计算得到三相相反电势；对三相相反电势积分得到三相永磁磁链，将三相永磁磁链矢量合成，得到永磁磁链；采用三相永磁磁链和相电流计算得到三相定子磁链，将三相定子磁链矢量合成，得到定子磁链；采用永磁磁链和定子磁链计算得到永磁同步电机功角。本发明解决了永磁同步电机闭环控制中电机功角难以实时准确检测的问题。

技术领域

本发明涉及一种永磁同步电机，尤其涉及一种永磁同步电机功角的检测装置及检测方法，属于永磁同步电机控制领域。

背景技术

永磁同步电机具有结构简单、功率密度高、控制简单等诸多优点。近年来，永磁同步电机在高性能调速系统和伺服控制系统等工业领域中得到了日益广泛的应用。

功角的准确检测是永磁同步电机控制系统的重要环节。功角影响着空间电压矢量的选择，即可能由于观测误差无法准确控制定子磁链和电磁转矩。所以，功角的准确检测,对于提高永磁同步电机控制性能有着重要的意义。目前，公知的现有技术，是通过各种观测器方法观测永磁同步电机功角，但这种方法算法往往非常复杂，难以实际应用。

因此，现有技术的功角检测效果难以满足永磁同步电机高性能控制要求。如何实时准确检测永磁同步电机功角，是现有技术有待解决的问题。

发明内容

技术问题：本发明的目的是为了解决永磁同步电机闭环控制中电机功角难以实时准确检测的问题，而提出一种永磁同步电机功角的检测装置及检测方法。

技术方案：为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种永磁同步电机功角的检测装置，用于检测永磁同步电机的功角；其特征在于：包括直流电压源、三相全桥逆变器和高阻值电阻，其中，所述直流电压源为三相全桥逆变器提供电源，且直流电压源的中点接地；所述三相全桥逆变器连接永磁同步电机，而永磁同步电机的中性点经由高阻值电阻接地。

上述所述三相全桥逆变器由三条支路并联而成，各条支路均包含相互串联的两个MOS管，且各MOS管均连接有反并联二极管，所述三相全桥逆变器的三条支路分别连接永磁同步电机的A、B、C三相。

上述所述高阻值电阻是指电阻值大于100MΩ的电阻器件。

为达到上述目的，本发明采用的另一技术方案是：

一种永磁同步电机功角的检测装置的检测方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)将永磁同步电机中性点与直流电压源中点接地，从而永磁同步电机中性点的电压为0；

(2)确定永磁同步电机A、B、C三相端电压和相电压；

(3)检测永磁同步电机A、B、C三相相电流，结合步骤(2)相电压，计算永磁同步电机A、B、C三相相反电势；

(4)对所述永磁同步电机A、B、C三相相反电势积分得到三相永磁磁链，再通过CLARK变换，将所述三相永磁磁链矢量合成，得到永磁同步电机永磁磁链；

(5)利用三相永磁磁链和相电流，计算得到三相定子磁链，再通过CLARK变换，将前述三相定子磁链矢量合成，得到永磁同步电机定子磁链；

(6)采用永磁同步电机永磁磁链和永磁同步电机定子磁链计算得到永磁同步电机功角。