CN101800509A

CN101800509A - 永磁式同步马达的转子位置检测装置及方法

Info

Publication number: CN101800509A
Application number: CN200910007327A
Authority: CN
Inventors: 郑光耀
Original assignee: Richtek Technology Corp
Current assignee: Richtek Technology Corp
Priority date: 2009-02-10
Filing date: 2009-02-10
Publication date: 2010-08-11
Anticipated expiration: 2029-02-10
Also published as: CN101800509B

Abstract

一种永磁式同步马达的转子位置检测装置，包括一感测组件，一检测电路和一感测电路，其特征在于：所述感测组件，用以感测所述永磁式同步马达上的马达电流，且产生一感测信号；所述检测电路，用以将多个电压向量依序作用至所述永磁式同步马达；所述感测电路，连接所述感测组件，根据所述感测信号产生一过电流信号和一零电流信号给所述检测电路；其中，所述检测电路根据所述过电流信号和零电流信号计数在各电压向量下通过所述马达电流的总导通时间，据以判断所述永磁式同步马达的转子位置。

Description

永磁式同步马达的转子位置检测装置及方法

技术领域

本发明涉及一种永磁式同步马达(Permanent Magnet Synchronous Motor；PMSM)，具体地说，是一种永磁式同步马达的转子位置检测装置及方法。

背景技术

图1显示已知的2极式(2-pole)PMSM 10，其包括转子(rotor)12及定子(stator)14，要准确地控制马达扭矩(motor torque)需要绝对转子位置信息，已知的方法通常使用解角器(resolver)、译码器(encoder)及霍尔传感器(hall sensor)来感测转子位置信息。然而，这些传感器将增加马达的机构尺寸及成本，并且降低系统的稳定性。目前已有很多方法可以达成位置及速度无传感器控制，例如P.P.Acarnley及J.F.Watson提出的无刷永磁式机械的无位置传感器操作的探讨(IEEE Trans.Ind.Electron.，vol.53，no.2，pp352-362，2006年4月)，但是，在停止(standstill)状态下检测转子位置时，这些方法大部分都碰到相同的困难，如果在停止状态下初始转子位置无法准确检测到，这可能导致马达的启动扭矩减少以及在启动时发生暂时的反转，这些情况在某些应用上是不允许的，例如硬盘。

目前也已经提出很多方法可以在不校准的情况下检测初始转子位置。图2用以说明初始角度检测的原理，根据转子磁场与定子线圈感应场的方向，定子电感将稍微的增加或减少，其中定子电感为转子磁通量及定子电流的函数。图3显示已知的PMSM 20，换流器(inverter)22用以驱动PMSM 20，换流器22包括6个功率开关S1-S6，切换所述6个功率开关S1-S6可以产生多个电压向量(voltage Vector)给马达20，如图4显示的十二个电压向量，其具有30度分辨率(resolution)，分流电阻Rdc连接换流器22，直流链电流idc通过分流电阻Rdc，其为通过马达20的马达电流的函数。检测在停止状态下初始转子位置的方法约可分为量测峰值电流、量测上升时间及检测端电压三种。

量测峰值电流的方法是根据因磁饱和而产生的电感变化来判断初始转子位置。图5用以说明量测峰值电流的方法。参照图3及图5，不同电压向量在一预设的电压向量导通时间区间ts中作用在PMSM 20所产生的相电流或直流链电流可以用来判断初始转子位置，为了得到最大峰值电流差，最佳的时间区间ts为定子线圈的平均时间常数，PMSM 20的等效电感越小，直流链电流idc在时间区间结束时的峰值电流越大，由于定子线圈的电感为转子磁通量的函数，因此转子位置与直流链电流idc的峰值电流有关，故转子及定子之间的相对位置可以由不同电压向量所产生的峰值电流响应来决定。S.Nakashima、Y.Inagaki及I.Miki 提出的表面永磁式同步马达的无传感器初始转子位置估计(IEEE Trans.Ind.Applicat.，vol.36，no.6，pp.1598-1603，2000年11月/12月)，W.J.Lee 及S.Ki Sul提出的一种无位置传感器的BLDC马达的新启动方法(IEEE Trans.Ind.Applicat.，vol.42，no.6，pp.1532-1538，2006年11月/12月)，Y.C.Chang及Y.Y.Tzou提出的一种无逆转的无刷直流马达的新无传感器启动方法(IEEE PESC Conf.Pp.619-624，2007年6月)，Y.C.Chang及Y.Y.Tzou在美国专利号第7,334,854号提出的驱动无刷直流马达的无传感器启动方法，以及P.B.Schmidt、M.L.Gasperi及T.A.Nondahl在美国专利号第6,172,498号提出的检测转子角度的方法及装置都属于量测峰值电流的方法。然而，此种方法在马达电流上升的期间，可能造成转子轻微的转动，也可能造成过电流的情况，并且需要根据不同马达定子电感调整时间区间ts，此外，量测峰值电流的方法也需要高分辨率的模拟数字转换器(analog-to-digital converter；ADC)来估算峰值电流差以达到准确初始角度检测。

量测上升时间的方法同样是根据电感变化来判断初始转子位置，但是其并不是直接量测峰值电流，此方法系设定一临界电流Ith，检测直流链电流idc上升至所述临界电流Ith所需的时间，藉以判断初始转子位置。J.C.Dunfield在美国专利号第5,028,852号提出的利用时间差方法达成不具有霍尔效应组件的无刷直流马达的位置检测即属于此种方法，其使用一个比较器取代ADC，所述比较器比较直流链电流及临界值来控制感应电压的脉宽，并且利用三组相反方向的电压向量所造成的上升时间差来决定转子位置，然而，如果转子正交于其中一个电压向量时，上升时间差可能模糊不清，此外，美国专利号第5,028,852号所提出的马达只能同时导通两相，因此只有6个电压向量。为了改善模糊不清的问题，J.C.Dunfield又在美国专利号第5,569,990号提出无刷直流马达的初始马达位置检测，其结合上升时间差或上升时间的大小及一查询表(look-up tables)来判断转子位置，并且藉由让第三相为高或低准位以使所有三相可以同时导通，进而解决转子位置模糊不清的问题。C.Verremara、P.Menegoli及M.Brambilla在美国专利号第6,229,274号提出统计的相位检测及开始启动算法，其量测6个电压向量所造成的直流链电流idc的电流上升时间，所有测试电流的上升时间中的最短时间被用来判断转子位置。量测上升时间的方法的准确度依靠用以计数上升时间的定时器，可得到比用ADC量测更精确的准确度，而且上升时间差只与电感变化量有关，与电感值无关。

检测端电压的方法则是量测根据电流飞轮(free-wheeling)周期来判断转子位置角度。Y.S.Lai、F.S.Shyu及S.S.Tseng提出的无位置及电流传感器的三相无刷直流马达的新初始位置检测技术(IEEE Trans.Ind.Applicat.，vol.39，no.2，pp.485-491，2003年3月/4月)便属于检测端电压的方法，检测端电压的方法虽然不用电流传感器及ADC，但需要三个比较器来比较端电压准位，如图3的端点a、b及c的电压准位，而且转子位置检测的准确度可能因端电压受噪声的影响而降低，此外，此方法只能达到60度分辨率。

在量测上升时间的方法中，为了避免出现错误，因此必须在马达上的电流下降至0后才能切换至下一个电压向量。在停止状态下，由于逆电动势电压为0，因此在不同电压向量下的直流链电流

idc = \frac{Vdc}{Req} [1 - e^{\frac{Req}{L} t}]

公式1

其中，Vdc为直流链电压，Req为各电压向量下马达的等效阻值，L为各电压向量下马达的等效电感。在忽略飞轮二极管的压降下，直流链电流idc上升至临界电流Ith的上升时间

tr = - \frac{L}{Req} \ln (1 - \frac{Req \times Ith}{Vdc})

公式2

而由临界电流Ith下降至0的下降时间

tf = - \frac{L}{Req} \ln (\frac{- \frac{Vdc}{Req}}{Ith - \frac{Vdc}{Req}})

公式3

由公式2及3可知，上升时间tr及下降时间tf都正比于电感L。然而，目前的量测上升时间方法都是利用单端放大电路来检测通过马达的电流，因此只能检测到电流的上升时间，而无法检测电流的下降时间，也因此无法准确的得知电流下降至0的时间，由公式3可知，在不同的电压向量下，电流下降至0的时间可能不同，因此在电流上升至临界值后，需要设定一较长的延迟时间以确保在切换电压向量时马达上的电流为0，这将使得马达在启动时需要较长的检测时间。

因此已知的转子位置检测装置及方法存在着上述种种不便和问题。

发明内容

本发明的目的，在于提出一种可检测通过马达的马达电流下降时间的永磁式同步马达的转子位置检测装置及方法。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：

一种永磁式同步马达的转子位置检测装置，包括一感测组件，一检测电路和一感测电路，其特征在于：

所述感测组件，用以感测所述永磁式同步马达上的马达电流，且产生一感测信号；

所述检测电路，用以将多个电压向量依序作用至所述永磁式同步马达；

所述感测电路，连接所述感测组件，根据所述感测信号产生一过电流信号和一零电流信号给所述检测电路；

其中，所述检测电路根据所述过电流信号和零电流信号计数在各电压向量下通过所述马达电流的总导通时间，据以判断所述永磁式同步马达的转子位置。

本发明的转子位置检测装置还可以采用以下的技术措施来进一步实现。

前述的转子位置检测装置，其中所述感测组件包括一分流电阻。

前述的转子位置检测装置，其中所述检测电路包括：

一初始检测向量产生器，连接所述感测电路，根据所述过电流信号及零电流信号提供一致能信号及一状态信号；

一脉宽调变产生器，连接所述初始检测向量产生器，根据所述致能信号及状态信号决定作用在所述永磁式同步马达的电压向量；

一计数缓存器，连接所述感测电路及所述初始检测向量产生器，根据所述致能信号及零电流信号分别计数所述马达电流的上升时间及下降时间，以得到所述马达电流的总导通时间；

一初始角度检测器，连接所述计数缓存器，根据所述计数缓存器的输出判断所述永磁式同步马达的转子位置。

前述的转子位置检测装置，其中所述计数缓存器将目前计数得到的总导通时间与已储存在所述计数缓存器的总导通时间比较，若目前计数得到的总导通时间小于已储存在所述计数缓存器的总导通时间，以目前计数得到的总导通时间取代已储存在所述计数缓存器的总导通时间。

前述的转子位置检测装置，其中所述计数缓存器在计数完各电压向量下的总导通时间后，将其所储存的总导通时间所对应的电压向量告知所述初始角度检测器。

前述的转子位置检测装置，其中所述计数缓存器储存各电压向量下所述永磁式同步马达上电流的总导通时间，并将其中最小总导通时间所对应的电压向量告知所述初始角度检测器。

前述的转子位置检测装置，其中所述感测电路包括：

一双端放大电路，连接所述感测组件，放大所述感测信号并加入一偏移电压产生一放大信号；

一第一比较器，连接所述双端放大电路，比较所述放大信号及一第一临界值产生所述过电流信号；

一第二比较器，连接所述双端放大电路，比较所述放大信号及一第二临界值产生所述零电流信号。

前述的转子位置检测装置，其中所述双端放大电路包括：

一第一电阻；

一第二电阻；

一运算放大器，具有一非反相输入、一反相输入及一输出，所述非反相输入及反相输入分别经所述第一及第二电流连接所述感测组件的两端；

一第三电阻，连接在所述运算放大器的反相输入及输出之间；

一第四电阻，连接在一电压源及所述运算放大器的非反相输入之间，所述电压源提供所述偏移电压。

前述的转子位置检测装置，其中所述感测电路更包括一数字模拟转换器根据作用在所述永磁式同步马达的电压向量调节所述第一临界值。

一种永磁式同步马达的转子位置检测方法，其特征在于包括下列步骤：

第一步骤：依序将多个电压向量作用在所述永磁式同步马达；

第二步骤：检测在各电压向量下所述永磁式同步马达上马达电流的总导通时间，所述总导通时间包括所述马达电流的上升时间及下降时间；

第三步骤：根据最小总导通时间所对应的电压向量判断所述永磁式同步马达的转子位置。

本发明的转子位置检测方法还可以采用以下的技术措施来进一步实现。

前述的转子位置检测方法，其中所述检测在各电压向量下所述永磁式同步马达上马达电流的总导通时间的步骤包括：

第一步骤：感测在目前电压向量下的所述马达电流产生一感测信号；

第二步骤：放大所述感测信号并加入一偏移电压产生一放大信号；

第三步骤：比较所述放大信号及一第一临界值以产生一过电流信号；

第四步骤：比较所述放大信号及一第二临界值以产生一零电流信号；

第五步骤：根据所述过电流信号及零电流信号提供一致能信号及一状态信号，所述致能信号及状态信号用以决定作用在所述永磁式同步马达的电压向量；

第六步骤：根据所述致能信号及零电流信号分别计数所述马达电流的上升时间及下降时间，以得到在目前电压向量下所述马达电流的总导通时间。

前述的转子位置检测方法，其中更包括根据作用在所述永磁式同步马达的电压向量调节所述第一临界值。

所述感测组件，用以感测所述永磁式同步马达上的马达电流产生一感测信号；

一感测电路，连接所述感测组件，感测所述感测信号产生所述过电流信号及一零电流信号给所述检测电路；

其中，所述检测电路根据所述零电流信号计数在各电压向量下所述马达电流的下降时间，据以判断所述永磁式同步马达的转子位置。

前述的转子位置检测装置，其中所述检测电路包括：

一计数缓存器，连接所述感测电路，根据所述零电流信号计数所述马达电流的下降时间；

前述的转子位置检测装置，其中所述计数缓存器将目前计数得到的下降时间与已储存在所述计数缓存器的下降时间比较，若目前计数得到的下降时间小于已储存在所述计数缓存器的下降时间，以目前计数得到的下降时间取代已储存在所述计数缓存器的下降时间。

前述的转子位置检测装置，其中所述计数缓存器在计数完各电压向量下的下降时间后，将其所储存的下降时间所对应的电压向量告知所述初始角度检测器。

前述的转子位置检测装置，其中所述计数缓存器储存各电压向量下所述马达电流的下降时间，并将其中最小下降时间所对应的电压向量告知所述初始角度检测器。

前述的转子位置检测装置，其中所述感测电路包括：

一第二比较器，连接所述双端放大电路，比较所述双端放大电路的输出及一第二临界值产生所述零电流信号。

前述的转子位置检测装置，其中所述双端放大电路包括：

一第一电阻；

一第二电阻；

前述的转子位置检测装置，其中更包括一数字模拟转换器根据作用在所述永磁式同步马达的电压向量调节所述第一临界值。

第二步骤：检测在各电压向量下所述永磁式同步马达上的马达电流的下降时间；

第三步骤：根据最小下降时间所对应的电压向量判断所述永磁式同步马达的转子位置。

前述的转子位置检测方法，其中所述检测在各电压向量下所述永磁式同步马达上的马达电流的下降时间的步骤包括：

第六步骤：根据所述零电流信号计数所述马达电流的下降时间。

采用上述技术方案后，本发明的永磁式同步马达的转子位置检测装置及方法具有以下优点：

1.对噪声的敏感度较高，对PMSM的等效电感的敏感度较低。

2.在初始角度检测上可以达到30度的分辨率，进而达成较平稳的启动效能。

3.可快速切换下一个电压向量给PMSM，能缩短检测时间。

附图说明

图1为已知的二极式PMSM示意图；

图2为初始角度检测的原理示意图；

图3为已知的PMSM示意图；

图4为十二个电压向量示意图；

图5为量测峰值电流的方法示意图；

图6为本发明的第一实施例示意图；

图7为图6中的信号波形图；

图8为电压Vth的波形图；

图9显示本发明的第二实施例示意图；

图10显示本发明的第三实施例示意图；

图11显示本发明的第四实施例示意图。

具体实施方式

以下结合实施例及其附图对本发明作更进一步说明。

现请参阅图6，图6显示本发明的第一实施例，其中驱动器34根据来自检测电路46的信号PWM_TEST切换换流器32中的功率开关M1-M6以将不同的电压向量作用至PMSM 30，与PMSM 30上的马达电流相关的直流链电流idc通过分流电阻Rdc产生感测信号Vs，感测电路36根据感测信号Vs产生过电流信号OC及零电流信号ZC，检测电路46根据过电流信号OC及零电流信号ZC产生信号PWM_TEST。

图7显示图6中的信号波形。参照图6及图7，当PMSM 30由停止状态启动时，提供启动信号INI_ST致能检测电路46中的初始检测向量产生器48及PWM产生器52，如波形60所示，接着初始检测向量产生器48提供高准位的致能信号PWM_EN以及对应电压向量S1的状态信号STATE给PWM产生器52，如波形62及时间t1所示，PWM产生器52根据致能信号PWM_EN及状态信号STATE产生信号PWM_TEST给驱动器34以切换功率开关M1-M6，进而产生电压向量S1作用在PMSM30上。

在电压向量S1作用在PMSM 30上后，PMSM 30上的马达电流开始上升，故通过分流电阻Rds的直流链电流idc也开始上升，感测电路36中的双端放大电路38放大分流电阻Rdc上的感测信号Vs并加入一偏移电压Vcm以产生放大信号Idc_amp，如波形64所示。双端放大电路38包括运算放大器39以及电阻R1-R4，运算放大器39的非反相输入分别经电阻R1及R2连接分流电阻Rdc的一端及提供偏移电压Vcm的电压源，运算放大器39的反相输入分别经电阻R3及R4分别连接分流电阻Rdc的另一端及运算放大器39的输出。感测电路36中还包括比较器42及44，其中比较器42比较来自数字模拟转换器(Digital-to-AnalogyConverter；DAC)40的电压Vth及放大信号Idc_amp产生过电流信号OC，如波形66所示，比较器44比较放大信号Idc_amp及电压Vz产生零电流信号ZC，如波形68所示。电压Vth及Vz各象征临界电流Ith及零电流。

当放大信号Idc_amp大于电压Vth时，过电流信号OC转为低准位，如时间t2所示，因而使致能信号PWM_EN也转为低准位，此时PWM产生器52停止提供信号PWM_TEST，因此换流器32进入飞轮状态，即功率开关M1-M6均关闭(turn off)，此时PMSM 30上的马达电流开始下降，而感测信号Vs将变为负值，进而使放大信号Idc_amp也变为负值，同时零电流信号ZC转为高准位。接着，当放大信号Idc_amp大于零时，如时间t3，零电流信号ZC转为低准位，这表示PMSM 30上的马达电流下降至0，初始检测向量产生器46在零电流信号ZC由高准位转为低准位后，很快的送出高准位的致能信号PWM_EN以及对应电压向量S2的状态信号STATE给PWM产生器52，进而让电压向量S2作用在PMSM 30上。

计数缓存器50根据过电流信号OC及零电流信号ZC分别计数直流链电流idc的上升时间及下降时间，进而得到在电压向量S1下，PMSM 30上马达电流的总导通时间CNT_S1，计数缓存器50将储存总导通时间CNT_S1及其对应的电压向量S1。同样的，当电压向量S2作用在PMSM 30上后，计数缓存器50再以电流信号OC及零电流信号ZC取得在电压向量S2下，PMSM上马达电流的总导通时间CNT_S2，接着将总导通时间CNT_S2与已储存在计数缓存器50中的总导通时间CNT_S1比较，若总导通时间CNT_S2小于总导通时间CNT_S1，则储存电压向量S2及总导通时间CNT_S2以取代电压向量S1及总导通时间CNT_S1，反之则保留电压向量S1及总导通时间CNT_S1。在所有电压向量S1-S12都测试完后，计数缓存器50送出信号MIN_STATE告知初始角度检测器54具有最小总导通时间的电压向量，例如为电压向量S8，同时也送出信号INI_END告知初始角度检测器54结束测试，初始角度检测器54根据具有最小总导通时间的电压向量S8判断PMSM 30的转子位置。在其它实施例中，计数缓存器50也可以储存所有电压向量及其所对应的总导通时间，并从中找出具有最小总导通时间的电压向量告知初始角度检测器54。图8显示电压Vth的波形。由于不同的电压向量可能使PMSM 30的等效电感不同，由公式2及3可知，PMSM 30的等效电感将影响总导通时间，因此初始检测向量产生器48将根据作用在PMSM 30的电压向量提供信号给DAC 40来调节电压Vth，如波形72所示，进而使所有电压向量的总导通时间能在相同的基础上比较。

图9显示本发明的第二实施例，其同样包括PMSM 30、换流器32、驱动器34、分流电阻Rdc以及感测电路36，在此实施例中，检测电路80包括初始检测向量产生器48根据过电流信号OC及零电流信号ZC提供信号PWM_EN及状态信号STATE，PWM产生器52根据信号PWM_EN及STATE产生信号PWM_TEST以切换作用在PMSM 30的电压向量，计数缓存器82检测零电流信号ZC以计数在各电压向量下，PMSM 30上马达电流的下降时间，在得到目前电压向量下的下降时间后，将其与已储存在计数缓存器82中的下降时间做比较，若目前电压向量下的下降时间小于已储存在计数缓存器82中的下降时间，则将目前得到的下降时间及其对应的电压向量取代储存在计数缓存器82中的下降时间及其对应的电压向量，反之则保留已储存在计数缓存器82中的下降时间及其对应的电压向量，在所有电压向量都测试完后，计数缓存器82送出信号MIN_STATE告知初始角度检测器54具有最小下降时间的电压向量，同时也送出信号INI_END告知初始角度检测器54结束测试，最后，初始角度检测器54根据具有最小下降时间的电压向量判断PMSM30的转子位置。在其它实施例中，计数缓存器82也可以储存所有电压向量及其所对应的下降时间，并从中找出具有最小下降时间的电压向量。

图10显示本发明的第三实施例，其同样包括PMSM 30、换流器32、驱动器34、分流电阻Rdc以及检测电路46，在此实施例中，感测电路90包括双端放大电路38放大分流电阻Rdc上的感测信号Vs并加入一偏移电压Vcm以产生放大信号Idc_amp，比较器42比较电压Vth及放大信号Idc_amp产生过电流信号OC，比较器44比较放大信号Idc_amp及电压Vz产生零电流信号ZC，其中电压Vth为定值。检测电路46同样包括初始检测向量产生器48、计数缓存器50、PWM产生器52及初始角度检测器54，由于电压Vth为定值，因此为了使所有电压向量的总导通时间能在相同的基础上比较，利用一数字算法修正计数缓存器50所计数的总导通时间。

图11显示本发明的第四实施例，其同样包括PMSM 30、换流器32、驱动器34及分流电阻Rdc，在此实施例中，感测电路100包括双端放大电路38放大分流电阻Rdc上的感测信号Vs并加入一偏移电压Vcm以产生放大信号Idc_amp，比较器42比较电压Vth及放大信号Idc_amp产生过电流信号OC，比较器44比较放大信号Idc_amp及电压Vz产生零电流信号ZC，其中电压Vth为定值。检测电路102包括初始检测向量产生器48根据过电流信号OC及零电流信号ZC提供信号PWM_EN及状态信号STATE，PWM产生器52根据信号PWM_EN及STATE产生信号PWM_TEST以切换作用在PMSM 30的电压向量，计数缓存器104检测零电流信号ZC以计数在各电压向量下，PMSM 30上马达电流的下降时间，由于电压Vth为定值，为了使所有电压向量的下降时间能在相同的基础上比较，利用一数字算法修正计数缓存器104所计数的下降时间。在得到目前电压向量下的下降时间后，将其与已储存在计数缓存器104中的下降时间做比较，若目前电压向量下的下降时间小于已储存在计数缓存器104中的下降时间，则将目前得到的下降时间及其对应的电压向量取代储存在计数缓存器104中的下降时间及其对应的电压向量，反之则保留已储存在计数缓存器104中的下降时间及其对应的电压向量。计数缓存器104也可以储存所有电压向量及其所对应的下降时间，并从中找出具有最小下降时间的电压向量。

在本发明中，无需ADC来量测电流，而且除了检测PMSM 30上马达电流的上升时间外，也检测所述马达电流的下降时间，并利用下降时间或上升时间及下降时间来判断在停止状态下PMSM 30的转子位置，因此对噪声的敏感度较高，对PMSM的等效电感的敏感度较低。再者本发明可以产生十二个电压向量，故在初始角度检测上可以达到30度的分辨率，进而达成较平稳的启动效能。由于本发明可以检测PMSM 30上电流的下降时间，因此可以在PMSM 30上电流下降至0后，快速的切换下一个电压向量给PMSM 30，故能缩短检测时间。

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化。因此，所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求限定。

组件符号说明

10 PMSM

12 转子

14 定子

20 PMSM

22 换流器

30 PMSM

32 换流器

34 驱动器

36 感测电路

38 放大电路

39 运算放大器

40 DAC

42 比较器

44 比较器

46 检测电路

48 初始检测向量产生器

50 计数缓存器

52 PWM产生器

54 初始角度检测器

60 启动信号INI_ST的波形

62 信号PWM_EN的波形

64 放大信号Idc_amp的波形

66 过电流信号OC的波形

68 零电流信号ZC的波形

70 信号INI_END的波形

72 电压Vth的波形

80 检测电路

82 计数缓存器

90 感测电路

100 感测电路

102 检测电路

104 计数缓存器

Claims

1.一种永磁式同步马达的转子位置检测装置，包括一感测组件，一检测电路和一感测电路，其特征在于：

2.如权利要求1所述的转子位置检测装置，其特征在于，所述感测组件包括一分流电阻。

3.如权利要求1所述的转子位置检测装置，其特征在于，所述检测电路包括：

4.如权利要求3所述的转子位置检测装置，其特征在于，所述计数缓存器将目前计数得到的总导通时间与已储存在所述计数缓存器的总导通时间比较，若目前计数得到的总导通时间小于已储存在所述计数缓存器的总导通时间，以目前计数得到的总导通时间取代已储存在所述计数缓存器的总导通时间。

5.如权利要求4所述的转子位置检测装置，其特征在于，所述计数缓存器在计数完各电压向量下的总导通时间后，将其所储存的总导通时间所对应的电压向量告知所述初始角度检测器。

6.如权利要求3所述的转子位置检测装置，其特征在于，所述计数缓存器储存各电压向量下所述永磁式同步马达上电流的总导通时间，并将其中最小总导通时间所对应的电压向量告知所述初始角度检测器。

7.如权利要求1所述的转子位置检测装置，其特征在于，所述感测电路包括：

8.如权利要求7所述的转子位置检测装置，其特征在于，所述双端放大电路包括：

一第一电阻；

一第二电阻；

9.如权利要求7所述的转子位置检测装置，其特征在于，所述感测电路更包括一数字模拟转换器根据作用在所述永磁式同步马达的电压向量调节所述第一临界值。

10.一种永磁式同步马达的转子位置检测方法，其特征在于包括下列步骤：

11.如权利要求10所述的转子位置检测方法，其特征在于，所述检测在各电压向量下所述永磁式同步马达上马达电流的总导通时间的步骤包括：

12.如权利要求11所述的转子位置检测方法，其特征在于，更包括根据作用在所述永磁式同步马达的电压向量调节所述第一临界值。

13.一种永磁式同步马达的转子位置检测装置，包括一感测组件，一检测电路和一感测电路，其特征在于：

14.如权利要求13所述的转子位置检测装置，其特征在于，所述感测组件包括一分流电阻。

15.如权利要求13所述的转子位置检测装置，其特征在于，所述检测电路包括：

16.如权利要求15所述的转子位置检测装置，其特征在于，所述计数缓存器将目前计数得到的下降时间与已储存在所述计数缓存器的下降时间比较，若目前计数得到的下降时间小于已储存在所述计数缓存器的下降时间，以目前计数得到的下降时间取代已储存在所述计数缓存器的下降时间。

17.如权利要求16所述的转子位置检测装置，其特征在于，所述计数缓存器在计数完各电压向量下的下降时间后，将其所储存的下降时间所对应的电压向量告知所述初始角度检测器。

18.如权利要求15所述的转子位置检测装置，其特征在于，所述计数缓存器储存各电压向量下所述马达电流的下降时间，并将其中最小下降时间所对应的电压向量告知所述初始角度检测器。

19.如权利要求13所述的转子位置检测装置，其特征在于，所述感测电路包括：

20.如权利要求19所述的转子位置检测装置，其特征在于，所述双端放大电路包括：

一第一电阻；

一第二电阻；

21.如权利要求19所述的转子位置检测装置，其特征在于，更包括一数字模拟转换器根据作用在所述永磁式同步马达的电压向量调节所述第一临界值。

22.一种永磁式同步马达的转子位置检测方法，其特征在于包括下列步骤：

23.如权利要求22所述的转子位置检测方法，其特征在于，所述检测在各电压向量下所述永磁式同步马达上的马达电流的下降时间的步骤包括：

24.如权利要求23所述的转子位置检测方法，其特征在于，更包括根据作用在所述永磁式同步马达的电压向量调节所述第一临界值。