[发明专利]一种永磁电机初始转子位置及速度检测方法

权利要求书

1.一种永磁电机初始转子位置及速度检测方法，其特征在于，具体包括：

步骤1：设计采样电路，利用采样电路对断电状态下永磁同步电机反电势正弦线电压进行采样，输出脉冲信号；

步骤2：将采样电路输出脉冲信号输入至控制器，利用控制器对电机转子位置和电机转速进行估计，得到估计值；

步骤3：利用电机转子位置和电机转速的估计值进行带速重投控制操作。

2.如权利要求1所述的永磁电机初始转子位置及速度检测方法，其特征在于，步骤1中，永磁同步电机反电势正弦线电压包括：正弦线电压u_ab、正弦线电压u_bc和正弦线电压u_ca。

3.如权利要求2所述的永磁电机初始转子位置及速度检测方法，其特征在于，所述正弦线电压u_ab的采样电路包括：限流电阻R₁、限流电阻R₂、光耦芯片、反相器和缓冲器；

电机A相接线端与限流电阻R₁的一端连接，所述限流电阻R₁的另一端与光耦芯片非隔离侧的一端连接，电机B相接线端与限流电阻R₂的一端连接，所述限流电阻R₂的另一端与光耦芯片非隔离侧的一端连接，光耦芯片将正弦线电压u_ab转化为脉冲的形式在非隔离侧输出，所述光耦芯片非隔离侧的两个输出端分别与反相器的两个输入端连接；所述反相器的两个输出端分别与缓冲器的两个输入端连接，所述缓冲器的两个输出端分别与控制器的两个输入端连接，用于输入两路脉冲信号。

4.如权利要求3所述的永磁电机初始转子位置及速度检测方法，其特征在于，所述光耦芯片的型号为：HCPL-0630-500E。

5.如权利要求3所述的永磁电机初始转子位置及速度检测方法，其特征在于，步骤1中，所述正弦线电压u_ab、正弦线电压u_bc和正弦线电压u_ca的采样电路均相同；

当为正弦线电压u_bc的采样电路时，电机B相接线端与限流电阻R₁的一端连接，电机C相接线端与限流电阻R₂的一端连接；

当为正弦线电压u_ca的采样电路时，电机C相接线端与限流电阻R₁的一端连接，电机A相接线端与限流电阻R₂的一端连接；

3个采样电路共输出6路脉冲信号输入至控制器。

6.如权利要求5所述的永磁电机初始转子位置及速度检测方法，其特征在于，所述脉冲信号包括：低电平信号和高电平信号，当正弦线电压幅值大于阈值电压|±U_thd|时，采样电路输出高电平信号，其余情况输出低电平信号。

7.如权利要求6所述的永磁电机初始转子位置及速度检测方法，其特征在于，所述阈值电压|±U_thd|为：能使光耦芯片正常工作的最小输入电压。

8.如权利要求7所述的永磁电机初始转子位置及速度检测方法，其特征在于，在步骤2所述控制器中设置1个时钟一，用于记录采样电路6路脉冲信号由高电平跳变为低电平后的时刻，当任意一路脉冲信号由高电平跳变为低电平时，记为零时刻，直至下次任意一路脉冲信号由高电平向低电平的跳变时，记录相邻两次脉冲信号由高电平向低电平跳变的时间间隔T_θ，所述控制器中还设置6个时钟二，每一个时钟二对应一路脉冲信号，当该路脉冲信号由低电平跳变为高电平时，对应的时钟二从零时刻开始计时，当该路脉冲信号由高电平跳变为低电平时，对应的时钟二停止计时，并记录时间T_x，其中，Tx为每路脉冲信号高电平维持时长。

9.如权利要求8所述的永磁电机初始转子位置及速度检测方法，其特征在于，步骤2具体包括：

相邻两次脉冲信号由高电平向低电平跳变对应的角度差为π/3，时间间隔为T_θ，因此，由式(1)得到电机转速估计值ω_est：

输出信号由高电平跳变为低电平时刻所对应的转子位置为电机转子位置估计值θ_x，所述电机转子位置估计值θ_x，如公式(2)所示：

其中，Tx为每路脉冲信号高电平维持时长，θ_mx为T_x/2时刻所对应的转子位置角，为π/3的整数倍，ω_est为电机转速估计值；

除由高电平跳变为低电平时刻外，0～T_θ之间的角度θ_est由公式(3)估计得到：

θ_est＝θ_x+ω_estt_θ (3)

其中，t_θ为时钟一的瞬时值。