[发明专利]一种大转矩永磁同步电机电流精确检测方法

说明书

本发明公开了一种大转矩永磁同步电机电流精确检测方法，其包括以下步骤：估计电机电流的变化范围；根据电机电流的变化范围，选择霍尔电流传感器，搭建电流检测硬件电路，同时检测永磁同步电机工作时的两相电流，电流检测结果经过信号处理后传送至DSP；DSP内部的检测过程处理模块基于两相电流信号计算得到第三相电流；DSP根据得到的三相电流，控制aA和bA的霍尔电流传感器的电源，进而利用得到的各相电流驱动永磁同步电机旋转。本发明可以实时检测工作状态下的大转矩永磁同步电机的电流，为电流闭环控制提供可靠数据，并且电流路径与信号线绝缘，有效避免了信号线上的噪声进入电机驱动回路，并且避免了功率损耗。

技术领域

本发明属于光电侦察技术领域，涉及一种大转矩永磁同步电机电流精确检测方法。

背景技术

有刷电机采用机械换向方式，这种方式容易产生火花，长时间使用后碳刷磨损严重，极易损坏。永磁同步电机使用电子换向，克服了有刷电机的这一缺点，使其具高可靠性、高效率、高功率密度、高动态响应等优点，从而逐步在工业上广泛应用。永磁同步电机在光电跟踪系统中也得到了普遍应用，其中，为提高整个系统的控制性能，一般将电流环作为永磁同步电机的最内环。检测电流过程的准确性、实时性，对实现系统高精度控制有重要影响。此外，除PID控制外的控制方法，如转矩控制，无位置传感器的控制策略等，也可能用到电机各相的电流值。因此，电流检测是实现永磁同步电机可靠控制的基础。在工程实际应用中，通常采用在电流回路中串入高精度低阻值采样电阻的方式进行电流检测。这种方法具有成本低的优点，但是由于检测信号电路中可能存在干扰，而采样电阻串入了电机驱动线路，这种干扰会因此进入驱动线路，给系统稳定带来不利因素。此外采样电阻也会损耗一定的功率，使电机实际力矩小于理想值，控制效果不理想。而且实际中由于系统工作模式的变化，电机电流可能从0-±20A范围变化，测量范围跨度比较大，给精确测量造成了困难。上述问题是高精度控制系统必须解决的，因此本发明根据系统要求和实际应用，采用闭环型霍尔器件结合设计的电流检测处理模块和传感器闭环使能模块，来获得电流精确检测结果。

发明内容

(一)发明目的

本发明的目的是：针对永磁同步电机需要获得实时三相电流数据来进行高精度控制，而现有的检测方法存在给系统带来噪声干扰、功率损耗及测量范围有限等问题，为此，本发明提供一种大转矩永磁同步电机电流精确检测方法。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种大转矩永磁同步电机电流精确检测方法，其包括以下步骤：

步骤一：估计电机电流的变化范围；

步骤二：根据电机电流的变化范围，选择大量程aA和小量程bA的霍尔电流传感器；

步骤三：利用所选择的霍尔电流传感器，搭建电流检测硬件电路；

步骤四：通过大量程aA和小量程bA的霍尔电流传感器同时检测永磁同步电机工作时的两相电流，电流检测结果经过信号处理后传送至DSP；

步骤五：DSP内部的检测过程处理模块基于两相电流信号计算得到第三相电流；

步骤六：DSP根据得到的三相电流，判断最大电流绝对值是否超过bA，如果没有超过bA，则继续从步骤一顺序执行，而不执行其他动作；如果超过bA，且3个周期都超过bA，则DSP输出信号控制继电器关断，从而切断量程bA的霍尔电流传感器的电源，使其处于非工作状态，此时只使用量程aA的霍尔电流传感器进行测量，直至电流绝对值小于bA时，再打开量程bA的霍尔电流传感器的电源，控制系统利用在步骤五中得到的各相电流驱动永磁同步电机旋转。

所述步骤一中，所述电机在工作系统中使用时，电机电流的变化范围估计如下：

当工作系统实际工作中，估算电机的电流范围为0-±aA；