[发明专利]电机控制中转子位置观测的装置和方法

摘要

本发明涉及一种电机控制中转子位置的观测与控制方法和装置。它能对电机转子初始位置角进行观测；通过软件进行在线辨识，消除因霍尔传感器安装角度不精确引起的角度误差；提供实时速度检测程序，消除因角速度ω不精确引起的角度积累误差；当电机在矢量控制运行过程中精确跟踪转子位置角，防止转子角度溢出，实现反转时机的自检测；当某个传感器出现故障时，系统能够自己判断出故障点，并进行自适应达到依旧能正常运行的功能。本发明减少对硬件电路的依赖，能实现对转子位置角的观测及实时跟踪，其故障判断的功能可用于保护电机，防止电机堵转或者跑飞造成损失，对电动汽车、精密机床领域具有很大的实用价值。本发明运行可靠、成本低、适用面广。

主权项

一种电机控制中转子位置的观测与控制方法，其特征在于它包括下述的步骤：1)采用霍尔位置传感器检测电机转子初始位置，霍尔位置传感器根据转子所处位置不同会有高低电平两种状态，利用三个霍尔传感器便可得到电机转子对应的六个状态；霍尔位置传感器的输出状态经过一级光耦隔离，滤除噪声，将正确的状态传入MCU，即能检测出转子的初始位置，为下一步电机启动后计算电机转子位置角提供初始角度；2)电机启动过程中实时监测每个霍尔状态的持续时间进而决定霍尔所占的实际电角度，有了这一角度值，进入矢量运行时便可对转子进行精确定位；通过每一霍尔状态持续时间以及此相霍尔状态所占电角度既可判断此时的转子速度，进而可以计算两个霍尔状态之间的转子位置θ；3)电机矢量控制运行时，加入转子角度判断程序，当转子角度达到当前霍尔相极限，及时将转子角度钳制在当前霍尔相最大值，防止转子角度超前量过大，直到下一相转子定位信号到达时再转入正常程序运行；当电机反转时，要加入检测反转时机的控制算法，即实时判断每一相霍尔状态持续时间，直到有一相霍尔状态持续时间达到要求值，此时再将程序转入反转运行。4)当电机霍尔故障时，通过故障霍尔的霍尔状态可提取仍然正确的转子位置，进而通过改变程序运行方式可以保证电机继续正常运行。