[发明专利]一种永磁同步电机电磁转矩的检测装置及检测方法

说明书

一种永磁同步电机电磁转矩的检测装置及检测方法，所述装置包括直流电压源、三相全桥逆变器和高阻值电阻，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，永磁同步电机的中性点经由高阻值电阻接地。所述方法是：检测高阻值电阻两端的电压，作为永磁同步电机中性点电压；确定永磁同步电机三相端电压，用端电压减去中性点电压，得到永磁同步电机三相相电压；检测永磁同步电机三相相电流，结合三相相电压，根据相电压平衡方程计算三相相反电势；采用相反电势、相电流以及通过角速度传感器检测得到的永磁同步电机角速度，计算得到永磁同步电机电磁转矩。本发明解决了永磁同步电机闭环控制中电机电磁转矩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电磁转矩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。

永磁同步电机闭环控制中，电磁转矩的检测对于电机的稳定运行具有重要的影响。若电磁转矩检测不准，将导致永磁同步电机定子电流波形畸变、转矩输出异常，严重时会使永磁同步电机不能正常运行。目前，公知的现有技术，一是采用电机电流来代替电磁转矩的大小，但这种方法在电机反电势与理想正弦波相差较大的情况下难以适用；另一种方法是利用扭矩传感器直接检测电磁转矩，但这种方法软硬件成本较高，且会占据较大的空间，难以在实际中推广应用。

因此，现有技术的电磁转矩检测效果与实际值差别较大，难以满足永磁同步电机闭环控制要求。如何实时准确检测永磁同步电机电磁转矩，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电磁转矩难以实时准确检测的问题，而提供一种永磁同步电机电磁转矩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：

一种永磁同步电机电磁转矩的检测装置，用于检测永磁同步电机的电磁转矩；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：

一种永磁同步电机电磁转矩的检测装置的检测方法，包括如下步骤：

(1)检测高阻值电阻两端的电压，作为永磁同步电机中性点电压；

(2)根据三相全桥逆变器导通过程和续流过程功率管及续流二极管的通断状态，确定永磁同步电机三相端电压，用所述端电压减去中性点电压，得到永磁同步电机三相相电压；

(3)检测永磁同步电机A、B、C三相相电流，结合前述三相相电压，根据相电压平衡方程计算三相相反电势；

(4)计算永磁同步电机电磁转矩。