CN102386819A - 一种永磁同步电机无传感器控制*** - Google Patents

一种永磁同步电机无传感器控制*** Download PDF

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贾廷纲
齐亮
张淑艳
陈江洪
姚晓东
唐丽婵
汤雪华
李劲
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SHANGHAI SAIKE CONTROL TECHNOLOGY Co Ltd
East China University of Science and Technology
Shanghai Electric Group Corp
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SHANGHAI SAIKE CONTROL TECHNOLOGY Co Ltd
East China University of Science and Technology
Shanghai Electric Group Corp
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Abstract

本发明公开了一种永磁同步电机无传感器控制***，包括依次相连的多路隔离电源、控制器、第一光电隔离元件、逆变器和永磁同步电机，所述多路隔离电源和所述逆变器均由高压电供电，所述控制***还包括连接所述逆变器和控制器的保护电路、连接所述永磁同步电机的转子位置检测电路以及连接该转子位置检测电路和所述控制器的第二光电隔离元件。本发明利用转子位置检测电路代替传统的速度传感器，以检测的定子电流和定子电压计算转子的位置和速度，从而实现控制，大大降低了成本。

Description

一种永磁同步电机无传感器控制***
技术领域
本发明涉及永磁同步电机(PMSM)的控制***，尤其涉及一种永磁同步电机无传感控制***。
背景技术
永磁电机最显著的性能特点是高性能、高效节能和轻型化。它与电力电子技术和微电子控制技术相结合，可以制造出许多新型的、性能优异的机电一体化产品和装备，它代表二十一世纪电机发展的方向。随着永磁同步电机应用领域范围拓广，永磁同步电机的控制需要获得可靠的转子信息，目前，多采用光电码盘、霍尔传感器、电涡流传感器等速度传感器来进行转速检测，并将检测到的转速作为反馈转速信号。精度越高的电机***对速度控制的要求越高，相应的对于传感器的要求也就越高。
但是，速度传感器在电机***中的存在不仅阻碍了电机向高速化、小型化的方向发展，同时其安装也给***带来了以下问题：
(1)***的成本大大增加，精度越高的码盘价格也就越贵。
(2)码盘在电机轴上安装，存在同心度问题，安装不当将影响转速检。
(3)使电机轴向上体积增大，而且给电机的维护带来一定困难，降低了***的机械鲁棒性；
(4)在高温、高湿的恶劣环境下无法工作，并且码盘工作精度易受环境影响。
为了克服使用机械传感器给***带来的缺陷，研究开发一种可靠的、低成本的无需机械传感器的控制方法，便成了电机控制技术领域中的研究热点之一。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种永磁同步电机无传感控制***，利用转子位置检测电路代替传统的速度传感器，并提供保护电路，使得在实现低成本的同时，也增加了可靠性。
实现上述目的的技术方案是：
一种永磁同步电机无传感器控制***，包括依次相连的多路隔离电源、控制器、第一光电隔离元件、逆变器和永磁同步电机(PMSM)，所述多路隔离电源和所述逆变器均由高压电供电，所述控制***还包括连接所述逆变器和控制器的保护电路、连接所述永磁同步电机的转子位置检测电路以及连接该转子位置检测电路和所述控制器的第二光电隔离元件，其中：
所述转子位置检测电路采集所述永磁同步电机的定子电压和定子电流，计算出所述永磁同步电机的转子的位置和速度，并发送给所述控制器；
所述控制器根据接收的转子的位置和速度，输出控制信号给所述逆变器，控制所述永磁同步电机。
上述的永磁同步电机无传感器控制***，其中，所述逆变器由一开关控制高压电与其的通断。
上述的永磁同步电机无传感器控制***，其中，所述控制器输出的控制信号为PWM信号。
本发明的有益效果是：本发明利用转子位置检测电路代替传统的速度传感器，以检测的定子电流和定子电压计算转子的位置和速度，从而实现控制，大大降低了成本。此外，本发明还提供一个保护电路，能够保护电路的安全，提高可靠性。
附图说明
图1是本发明的永磁同步电机无传感器控制***的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
请参阅图1，本发明的永磁同步电机无传感器控制***，包括依次相连的多路隔离电源1、控制器2、第一光电隔离元件3、逆变器4和永磁同步电机5、连接逆变器4和控制器2的保护电路6、连接永磁同步电机5的转子位置检测电路7以及连接该转子位置检测电路7和所述控制器2的第二光电隔离元件8，其中：
多路隔离电源1和逆变器4均由高压电供电，并且逆变器4由开关K控制高压电与其的通断；
转子位置检测电路7采集永磁同步电机5的定子电压和定子电流，计算出永磁同步电机5的转子的位置和速度，并发送给控制器2；
控制器2根据接收的转子的位置和速度，输出PWM信号给逆变器4，控制永磁同步电机5。
本实施例中，逆变器4选用IPM逆变器；其他部分均采用常用且市场上易采购的产品来实现。
本发明转子位置检测电路代替传统的速度传感器，以检测的定子电流和定子电压计算转子的位置和速度，从而实现对永磁同步电机的控制，大大降低了成本。
以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。

Claims (3)

1.一种永磁同步电机无传感器控制***，包括依次相连的多路隔离电源、控制器、第一光电隔离元件、逆变器和永磁同步电机，所述多路隔离电源和所述逆变器均由高压电供电，其特征在于，所述控制***还包括连接所述逆变器和控制器的保护电路、连接所述永磁同步电机的转子位置检测电路以及连接该转子位置检测电路和所述控制器的第二光电隔离元件，其中：
所述转子位置检测电路采集所述永磁同步电机的定子电压和定子电流，计算出所述永磁同步电机的转子的位置和速度，并发送给所述控制器；
所述控制器根据接收的转子的位置和速度，输出控制信号给所述逆变器，控制所述永磁同步电机。
2.根据权利要求1所述的永磁同步电机无传感器控制***，其特征在于，所述逆变器由一开关控制高压电与其的通断。
3.根据权利要求1所述的永磁同步电机无传感器控制***，其特征在于，所述控制器输出的控制信号为PWM信号。
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