采用光電對(duì)管的同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)子位置檢測方法
【專利摘要】采用光電對(duì)管的同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)子位置檢測方法，涉及正弦波電流驅(qū)動(dòng)的同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)子位置的檢測【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明在與轉(zhuǎn)子同心的圓周上依次等相距布置至少兩個(gè)光電對(duì)管，在與轉(zhuǎn)子同心的轉(zhuǎn)軸上固定齒槽等寬的測速盤，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)測速盤的齒槽依次遮擋光電對(duì)管，使光電對(duì)管輸出高電平；以在一個(gè)電周期內(nèi)任意一個(gè)光電對(duì)管的輸出信號(hào)發(fā)生跳變的6個(gè)位置為標(biāo)準(zhǔn)位置；則轉(zhuǎn)子的當(dāng)前位置 θ 為： θ = θ last + ω tstep+ θ cf 本發(fā)明與采用光電編碼器或旋轉(zhuǎn)變壓器的位置檢測方法相比，具有成本低的優(yōu)點(diǎn)。與采用光電對(duì)管的基于硬件鎖相環(huán)（PLL）電路的轉(zhuǎn)子位置檢測方法相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高，可準(zhǔn)確檢測高頻輸入信號(hào)；轉(zhuǎn)子角度細(xì)分的精度很高；驅(qū)動(dòng)控制電路簡單、成本低。
【專利說明】采用光電對(duì)管的同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)子位置檢測方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及正弦波電流驅(qū)動(dòng)的同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)子位置的檢測【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]同步電機(jī)分為電勵(lì)磁同步電機(jī)、永磁同步電機(jī)和混合勵(lì)磁同步電機(jī)，特別是稀土永磁同步電機(jī)具有損耗少、效率高、節(jié)電效果明顯的優(yōu)點(diǎn)，得到廣泛應(yīng)用。隨著電子技術(shù)、控制理論和稀土永磁材料的快速發(fā)展，正弦波電流驅(qū)動(dòng)的同步電機(jī)以其獨(dú)有的精密驅(qū)動(dòng)的特點(diǎn)，在伺服、驅(qū)動(dòng)等領(lǐng)域的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的成本也得到了相關(guān)領(lǐng)域?qū)W者的關(guān)注，特別是在工業(yè)、民用等場合，低成本顯得尤為重要。
[0003]現(xiàn)有的正弦波同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)子位置檢測通常采用光電編碼器或旋轉(zhuǎn)變壓器，其成本較高，限制了該類型電機(jī)在一些對(duì)價(jià)格比較敏感的場合的進(jìn)一步推廣應(yīng)用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了降低正弦波同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的成本，本發(fā)明提出了一種采用光電對(duì)管的同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)子位置檢測方法。
[0005]本發(fā)明在與轉(zhuǎn)子同心的圓周上依次等相距布置至少兩個(gè)光電對(duì)管，在與轉(zhuǎn)子同心的轉(zhuǎn)軸上固定齒槽等寬的測速盤，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)測速盤的齒槽依次遮擋光電對(duì)管，使光電對(duì)管輸出高電平；以在一個(gè)電周期內(nèi)任意一個(gè)光電對(duì)管的輸出信號(hào)發(fā)生跳變的6個(gè)位置為標(biāo)準(zhǔn)位置；
則轉(zhuǎn)子的當(dāng)前位置β為:β = β last+Utstep+e cf 其中，elast為上一時(shí)刻的轉(zhuǎn)子位置； ω為當(dāng)前的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速； tstep為時(shí)間間隔；
為修正角。
[0006]本發(fā)明與采用光電編碼器或旋轉(zhuǎn)變壓器的位置檢測方法相比，具有成本低的優(yōu)點(diǎn)。與采用光電對(duì)管的基于硬件鎖相環(huán)(PLL)電路的轉(zhuǎn)子位置檢測方法相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):一、抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高，可準(zhǔn)確檢測高頻輸入信號(hào)；二、轉(zhuǎn)子角度細(xì)分的精度很高；三、驅(qū)動(dòng)控制電路簡單、成本低。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是轉(zhuǎn)子位置檢測子程序的流程圖。
[0008]圖2是轉(zhuǎn)子位置檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0009]以采用電流滯環(huán)控制策略的轉(zhuǎn)子對(duì)極正弦波同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)為例，該系統(tǒng)使用TI公司的TMS320F2812作為控制芯片，其位置檢測部分的大致結(jié)構(gòu)為: 如圖2所示，在與轉(zhuǎn)子4同心的圓周上依次相距15°地布置三個(gè)光電對(duì)管1，在與轉(zhuǎn)子4同心且固定在轉(zhuǎn)軸3上固定齒數(shù)為8的齒槽等寬測速盤2。在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，測速盤2上的各齒槽依次遮擋光電對(duì)管1。
[0010]當(dāng)測速盤2的齒擋住某一個(gè)光電對(duì)管光路時(shí)，該光電對(duì)管輸出高電平，否則輸出低電平。因?yàn)楣怆妼?duì)管的輸出信號(hào)發(fā)生跳變時(shí)，轉(zhuǎn)子位置是唯一確定的，故定義在一個(gè)電周期(360° /8=45° )內(nèi)任意一個(gè)光電對(duì)管的輸出信號(hào)發(fā)生跳變的6個(gè)位置為標(biāo)準(zhǔn)位置。
[0011]控制器首先根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)位置處廣電對(duì)管輸出的位置信號(hào)計(jì)算轉(zhuǎn)子位置〃，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子位置的精確定位。
[0012]轉(zhuǎn)子的當(dāng)前位置β為:β= β last+utst印+Θ cf 其中，β last為上一時(shí)刻的轉(zhuǎn)子位置；
ω為當(dāng)前的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速； tstep為控制時(shí)間間隔；
為修正角。
[0013]檢測時(shí)，首先根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)位置處捕獲的位置信號(hào)計(jì)算當(dāng)前的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，并賦值給當(dāng)前的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速ω，然后根據(jù)上一時(shí)刻的轉(zhuǎn)子位置當(dāng)前的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速ω、控制時(shí)間間隔
和修正角計(jì)算當(dāng)前的轉(zhuǎn)子位置β。
[0014]其工作流程如圖1所示。
【權(quán)利要求】
1.采用光電對(duì)管的同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)子位置檢測方法，在與轉(zhuǎn)子同心的圓周上依次等相距布置至少兩個(gè)光電對(duì)管，在與轉(zhuǎn)子同心的轉(zhuǎn)軸上固定齒槽等寬的測速盤，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)測速盤的齒槽依次遮擋光電對(duì)管，使光電對(duì)管輸出高電平；以在一個(gè)電周期內(nèi)任意一個(gè)光電對(duì)管的輸出信號(hào)發(fā)生跳變的6個(gè)位置為標(biāo)準(zhǔn)位置； 則轉(zhuǎn)子的當(dāng)前位置β為:β = θ last+Uts_+e cf 其中，elast為上一時(shí)刻的轉(zhuǎn)子位置； ω為當(dāng)前的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速； tstep為時(shí)間間隔；
為修正角。
【文檔編號(hào)】H02P6/16GK104283469SQ201410620587
【公開日】2015年1月14日 申請(qǐng)日期:2014年11月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月7日
【發(fā)明者】范小斌, 花為, 趙桂書 申請(qǐng)人:海安縣申菱電器制造有限公司, 東南大學(xué)