[实用新型]一种新型的永磁同步电机电动势检测结构

说明书

因为永磁同步电机低速运行的时候，反电动势非常小，MCU不容易检测到准确的反电动势，最终将导致无法完成正常的逻辑换向。为了解决以上问题，本实用新型提出一种新型的永磁同步电机电动势检测结构，其包括传统的反电动势检测电路，以及电机低速无衰减反电动势检测结构，通过两个电路的合并配合，实现了反电动势在低电压和正常电压下的准确检测。

技术领域

本实用新型涉及永磁同步电机相线的反电动势的检测结构，具体的涉及到一种新型的永磁同步电机电动势检测结构。

背景技术

在无霍尔方波控制方案中，通过ADC去采样电机相线的反电动势来检测电机的过零点信号，用来作电机换相使用。永磁同步电机无霍尔低速运行的时候，反电动势非常小，不容易检测到。

因为电机反电动势最高是由电机本身决定的，所以需要在采样ADC的时候，需要用一个分压比将反动电动势分压，让电压达到MCU的工作电压以内，这时候就能够有效的检测到过零点，实现正确换相。

但是，电机在速度很低的时候，反电动势比较低，有电压分压比的存在，导致采样到的反电动势比较小，ADC采样值之间变化不明显，通常在过零点只有几十毫伏甚至更低时，MCU无法检测到或者容易误判，最终导致无法正常的逻辑换向，从而导致电机失步。

永磁同步电机在低速时由于分压比的存在，导致ADC采样的电机反电动势很小，导致无法正确检测到电机换相信号。比如+48V电机，用了一个30:1的分压比，当采样到48V的反电动势，ADC采样的值为1.55V(小于ADC最大量程3.3V)，而当在低速，反电动势为小于3V时，ADC采样电压小于100mv，会导致计算错误的风险，从而导致电机换相错误。

发明内容

为了解决以上问题，本实用新型提出一种新型的永磁同步电机电动势检测结构，采用此新型的无衰减电动势检测结构，不但可以对电机高速运转时的反电动势进行检测，同时还可以在PWM关断无效期间，对反电动势进行无衰减采样，使得能够有效的检测到过零信号，实现正常的逻辑换向，此发明特别适用于低压电机的控制方案中。

永磁同步电机的结构，包括：整流电路、降压模块、MCU、Mos驱动电路、电机驱动电路、电机信号反馈电路，所述的整流电路输出端与降压模块输入端和电机驱动电路的一端相连，降压模块输出端分别与MCU和Mos驱动电路相连，MCU的输出端通过Mos驱动电路与电机驱动电路的所有Mos管的栅极相连，电机驱动电路的输出端通过电机信号反馈电路与MCU相连。

所述的整流电路包含整流桥和滤波电容，220V、50Hz的正弦波交流市电经过整流桥后，整流成一个正弦半波信号，再通过滤波电容C1和C2直接整流成310V的直流电压，此电压直接供给给电机驱动电路的Mos1、Mos2、Mos3的漏极。

所述的整流电路中包括电源管理芯片IC1(VIPER22)和高频变压线圈、以及一个78L05稳压芯片，所述的整流后的310V电压通过降压模块和高频变压线圈将310V电压降低为15V和5V，分别供给Mos驱动电路和MCU。

所述的MCU中的主控芯片为IC2，选择32位机STM32FOXX系列芯片，MCU通过采集电机的电流等其他参数用来做计算机程序。MCU的电机控制PWM(脉冲调制宽度)输出信号U、V、W、X、Y、Z的电压级别为3.3V，难以驱动Mos管，通常情况下Mos管的G极的开启电压为10V～12V，故在MCU的电机控制PWM(脉冲调制宽度)输出信号端再通过一个Mos驱动电路，将MCU的电机控制PWM输出信号端的信号提升为15V，来驱动电机控制电路Mos栅极，通过PWM(脉冲调制宽度)的开关高低电平来控制电机驱动电路Mos1、Mos2、Mos3、Mos4、Mos5、Mos6的开关。另外，由于整流电路输出的310V电压直接施加在电机的U相的Mos1、V相的Mos2、W相的Mos3的源极，故相应的MOS电路导通，使得电机的三相相线产生及合成一定的磁场方向，从而拖动且控制电机永磁转子的正向或者反向旋转。