一種永磁同步電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的檢測裝置及檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種永磁同步電機(jī)，尤其設(shè)及一種永磁同步電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的檢測裝置 及檢測方法，屬于永磁同步電機(jī)控制領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 永磁同步電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、功率密度高、控制簡單等諸多優(yōu)點(diǎn)。近年來，永磁同 步電機(jī)在高性能調(diào)速系統(tǒng)和伺服控制系統(tǒng)等工業(yè)領(lǐng)域中得到了日益廣泛的應(yīng)用。
[0003] 永磁同步電機(jī)閉環(huán)控制中，電磁轉(zhuǎn)矩的檢測對(duì)于電機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行具有重要的影 響。若電磁轉(zhuǎn)矩檢測不準(zhǔn)，將導(dǎo)致永磁同步電機(jī)定子電流波形崎變、轉(zhuǎn)矩輸出異常，嚴(yán)重時(shí) 會(huì)使永磁同步電機(jī)不能正常運(yùn)行。目前，公知的現(xiàn)有技術(shù)，一是采用電機(jī)電流來代替電磁轉(zhuǎn) 矩的大小，但運(yùn)種方法在電機(jī)反電勢與理想正弦波相差較大的情況下難W適用；另一種方 法是利用扭矩傳感器直接檢測電磁轉(zhuǎn)矩，但運(yùn)種方法軟硬件成本較高，且會(huì)占據(jù)較大的空 間，難W在實(shí)際中推廣應(yīng)用。
[0004] 因此，現(xiàn)有技術(shù)的電磁轉(zhuǎn)矩檢測效果與實(shí)際值差別較大，難W滿足永磁同步電機(jī) 閉環(huán)控制要求。如何實(shí)時(shí)準(zhǔn)確檢測永磁同步電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩，是現(xiàn)有技術(shù)有待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 技術(shù)問題：本發(fā)明的目的是為了解決永磁同步電機(jī)閉環(huán)控制中電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩難W 實(shí)時(shí)準(zhǔn)確檢測的問題，而提供一種永磁同步電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的檢測裝置及檢測方法。
[0006] 技術(shù)方案：為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
[0007] 一種永磁同步電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的檢測裝置，用于檢測永磁同步電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩；包 括直流電壓源、=相全橋逆變器和高阻值電阻，其中，所述直流電壓源為=相全橋逆變器提 供電源，且直流電壓源的中點(diǎn)接地；所述=相全橋逆變器連接永磁同步電機(jī)，而永磁同步電 機(jī)的中性點(diǎn)經(jīng)由高阻值電阻接地。
[0008] 上述所述=相全橋逆變器由=條支路并聯(lián)而成，各條支路均包含相互串聯(lián)的兩個(gè) MOS管，且各MOS管均連接有反并聯(lián)二極管，所述=相全橋逆變器的=條支路分別連接永磁 同步電機(jī)的A、B、CS相。
[0009] 上述所述高阻值電阻是指電阻值大于IOOMQ的電阻器件。
[0010] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的另一技術(shù)方案是： W11] -種永磁同步電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的檢測裝置的檢測方法，包括如下步驟：
[0012] (1)檢測高阻值電阻兩端的電壓，作為永磁同步電機(jī)中性點(diǎn)電壓；
[0013] (2)根據(jù)=相全橋逆變器導(dǎo)通過程和續(xù)流過程功率管及續(xù)流二極管的通斷狀態(tài)， 確定永磁同步電機(jī)=相端電壓，用所述端電壓減去中性點(diǎn)電壓，得到永磁同步電機(jī)=相相 電壓；
[0014] 做檢測永磁同步電機(jī)A、B、Cミ相相電流，結(jié)合前述立相相電壓，根據(jù)相電壓平衡 方程計(jì)算=相相反電勢；
[0015] (4)計(jì)算永磁同步電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩。
[0016] 上述所述步驟（2)中，永磁同步電機(jī)=相端電壓的確定方法是：首先判斷=相全 橋逆變器工作在導(dǎo)通過程還是續(xù)流過程，當(dāng)工作在導(dǎo)通過程，=相端電壓通過功率管的狀 態(tài)確定：若某相的上橋臂功率管開通，則該相端電壓數(shù)值為直流電壓源幅值的1/2、極性為 正，若某相的下橋臂功率管開通，則該相端電壓數(shù)值為直流電壓源幅值的1/2、極性為負(fù)； 當(dāng)工作在續(xù)流過程，=相端電壓通過續(xù)流二極管的狀態(tài)確定：若某相的上橋臂續(xù)流二極管 開通，則該相端電壓數(shù)值為直流電壓源幅值的1/2、極性為正，若某相的下橋臂續(xù)流二極管 開通，則該相端電壓數(shù)值為直流電壓源幅值的1/2、極性為負(fù)。
[0017] 上述所述判斷=相全橋逆變器工作在導(dǎo)通過程還是續(xù)流過程的方法是：檢測=相 全橋逆變器功率管是否全部關(guān)斷，當(dāng)S相全橋逆變器功率管不是全部關(guān)斷時(shí)，則表明S相 全橋逆變器處于導(dǎo)通過程；當(dāng)S相全橋逆變器功率管全部關(guān)斷，則表明S相全橋逆變器處 于續(xù)流過程。
[0018] 上述所述步驟（3)中計(jì)算=相相反電勢的方法是：利用電流傳感器檢測永磁同步 電機(jī)S相相電流i。、ib、i。，再結(jié)合步驟（2)中的S相相電壓11。、咕、11。，根據(jù)下式永磁同步電 機(jī)相電壓平衡方程，計(jì)算得到永磁同步電機(jī)S相相反電勢e。、6b、e。：
[0020] 其中，R。、Rb、別為永磁同步電機(jī)立相相電阻，L。、Lb、L。分別為永磁同步電機(jī)立 相相電感。
[0021] 上述所述步驟（4)中，計(jì)算永磁同步電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的方法是，采用上述永磁同步 電機(jī)A、B、CS相相反電勢e。、6b、e。，S相相電流i。、ib、i。W及通過角速度傳感器檢測得到 的永磁同步電機(jī)角速度《，利用下式計(jì)算得到永磁同步電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩Lm:
[0023] 有益效果：本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果主要是：
[0024] 1、本發(fā)明的用于檢測永磁同步電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩裝置，結(jié)構(gòu)簡單，檢測精度高，實(shí)時(shí) 性好。
[0025] 2、本發(fā)明的永磁同步電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的檢測方法，所需的電機(jī)參數(shù)少，計(jì)算量小，解 決了永磁同步電機(jī)閉環(huán)控制中電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩難W實(shí)時(shí)準(zhǔn)確檢測的問題。
【附圖說明】
[0026] 圖1為永磁同步電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的檢測裝置結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，W下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì) 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋本發(fā)明， 并不用于限定本發(fā)明。
[0028] 如圖1所示，本發(fā)明的一種永磁同步電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的檢測裝置，包括直流電壓源、 S相全橋逆變器和高阻值電阻，用于檢測永磁同步電機(jī)的相反電勢，其中，直流電壓源連接 =相全橋逆變器，為=相全橋逆變器提供電源，且所述直流電壓源的中點(diǎn)接地；所述=相全 橋逆變器由S條支路并聯(lián)而成，各條支路均包含相互串聯(lián)的兩個(gè)MOS管，且各MOS管均連 接有反并聯(lián)二極管，所述=相全橋逆變器的=條支路分別連接永磁同步電機(jī)的A、B、C= 相，而永磁同步電機(jī)的中性點(diǎn)經(jīng)由高阻值電阻接地，其中，所述高阻值電阻是指電阻值大于 IOOMQ的電阻器件。
[0029] 基于W上所述的檢測裝置，本發(fā)明還提供一種永磁同步電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的檢測方 法，包括如下步驟：
[0030] (1)確定永磁同步電機(jī)中性點(diǎn)電壓
[0031] 將直流電壓源中點(diǎn)接地，將永磁同步電機(jī)中性點(diǎn)通過高阻值電阻接地，檢測得到 高阻值電阻兩端的電壓，將所述高阻值電阻兩端的電壓作為永磁同步電機(jī)中性點(diǎn)電壓；
[0032] 似確定永磁同步電機(jī)A、B、CS相端電壓和相電壓
[0033] 永磁同步電機(jī)端電壓的確定，可分=相全橋逆變器導(dǎo)通過程和續(xù)流過程兩種情況 分別考慮，