[发明专利]一种检测电机转速和方向的方法及相关装置

说明书

本申请实施例提供一种检测电机转速和方向的方法及相关装置。该方法包括：获取电机的电流和电压；根据隆伯格观测器和所述电机的电流、所述电机的电压，得到所述电机的马达数据模型；根据所述马达数据模型和锁相环PLL，得到候选信号，所述候选信号用于表示所述电机的候选转速和候选方向；将所述候选信号经过二阶低通滤波器滤波后，得到目标信号，基于所述目标信号确定所述电机的目标转速和目标方向。本申请所提供的方法和装置，能够精准估测电机启动前的转速和方向，并根据不同的转速和方向进行不同的控制，使得电机在各种情况下都能稳定可靠的工作，且大大节约了硬件成本，利于技术推广。

技术领域

本申请涉及电机技术领域，尤其涉及一种检测电机转速和方向的方法及相关装置。

背景技术

对于现有的不具备位置传感器的电机，其启动方法通常是先对转子进行初始定位，然后 对电机转子执行电流拖动，接着切换为闭环控制，即在电流频率大于预设目标电流值时，由 于电机已具备足够大的反电势，则可控制电机切换至闭环控制，从而完成了电机的启动工作。

然而，在上述电机启动之前，电机可能处于正转或反转的状态。例如，电机在上电启动 前已处于反转状态且具有一定的转速(如在大风等外界环境影响下，风扇在以一定的转速朝 着电机正常运行时相反的方向转动)，容易引起过流损坏控制器，导致电机退磁，从而导致电 机无法成功启动。因此，在电机启动时预先估测电机的转速和方向十分重要。

目前，较常采用增加端电路采样电路，并进行相电压重构的方法来估测电机启动时的转 速和方向。但是，通过上述估测电机转速和方向的方法得到的估测结果并不精准，尤其是在 转速较低的时候，很难进行估测；且该方法的硬件成本较高，不利于推广。

发明内容

本申请实施例公开了一种检测电机转速和方向的方法及相关装置，采用特殊处理的隆伯 格观测器和锁相环(phase locked loop，PLL)，外加一个二阶低通滤波器来精准估测电机启动 前的转速和方向，并根据不同的转速和方向进行不同的控制，使得电机在各种情况下都能稳 定可靠的工作，且大大节约了硬件成本，利于技术推广。

第一方面，本申请实施例公开了一种检测电机转速和方向的方法，包括：

获取电机的电流和电压；

根据隆伯格观测器和所述电机的电流、所述电机的电压，得到所述电机的马达数据模型；

根据所述马达数据模型和锁相环PLL，得到候选信号，所述候选信号用于表示所述电机 的候选转速和候选方向；

将所述候选信号经过二阶低通滤波器滤波后，得到目标信号，基于所述目标信号确定所 述电机的目标转速和目标方向。

本申请实施例中，先获取到电机的电流和电压，然后利用隆伯格观测器得到电机的马达 数据模型，再利用锁相环PLL得到用于表示电机的候选转速和候选方向的候选信号，最后将 该候选信号经过二阶低通滤波器滤波后，得到目标信号，基于该目标信号确定的目标转速和 目标方向即为可用的电机的转速和方向；通过上述方法，对隆伯格观测器做了特殊处理，即 在隆伯格观测器的基础上结合了PLL动态参数锁相环，再利用上述改进后的隆伯格观测器法， 可以精准估测电机启动前的转速和方向，并根据不同的转速和方向进行不同的控制，使得电 机在各种情况下都能稳定可靠的工作，提高了电机的启动成功率及效率，进而提高了电机的 安全性及可靠性，且大大节约了硬件成本。

在第一方面的一种可能的实施方式中，所述根据隆伯格观测器和所述电机的电流、所述 电机的电压，得到所述电机的马达数据模型，包括：

利用所述隆伯格观测器和所述电机的电流、所述电机的电压，计算得到所述电机的电机 数据模型；

利用所述电机数据模型，计算得到所述电机的状态方程；

根据所述状态方程，计算得到所述电机的所述马达数据模型。