CN110955936A - 一种永磁同步电机角度位置传感器极对数匹配设计方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种永磁同步电机角度位置传感器极对数匹配设计方法，包括明确永磁同步电机需跟踪的最高转速，并结合永磁同步电机的极对数将其转换为需跟踪的最高电转速；明确永磁同步电机控制器中旋转变压器解码芯片可跟踪的最高电转速；根据不同情况选定旋转变压器极对数的步骤。本发明在永磁同步电机本体设计阶段综合考虑永磁同步电机控制器性能，通过合理匹配设计角度位置传感器的极对数，一方面保证了同一角度位置解码数值的唯一性，另一方面保证了角度位置分辨率的最高化。

Description

一种永磁同步电机角度位置传感器极对数匹配设计方法
技术领域
本发明属于永磁同步电机设计领域，特别是涉及采用旋转变压器作为角度位置传感器的永磁同步电机设计领域，具体涉及一种永磁同步电机角度位置传感器极对数匹配设计方法。
背景技术
近年来，永磁同步电机因其调速性能好、转矩脉动小等优点，在许多应用场合逐渐取代无刷直流电机，包括航空航天和军事装备中的控制系统、工业自动化系统、信息处理和计算机系统、医疗设备等。随着转速的不断升高，永磁同步电机角度位置传感器的解码精度和高转速的矛盾逐渐显现。为此，急需开展永磁同步电机角度位置传感器极对数匹配设计方法研究，以期在尽可能保证解码精度的前提下，满足永磁同步电机高转速的跟踪需求。
发明内容
本发明的目的是：提出一种永磁同步电机角度位置传感器极对数匹配设计方法，以适应永磁同步电机的高转速需求。
本发明采取的技术方案为，一种永磁同步电机角度位置传感器极对数匹配设计方法，其特征在于，包括确定永磁同步电机需跟踪的最高转速，并结合永磁同步电机的极对数将其转换为需跟踪的最高电转速；确定永磁同步电机控制器中旋转变压器解码芯片可跟踪的最高电转速；根据不同情况选定旋转变压器极对数的步骤。所述方法适用于采用旋转变压器作为角度位置传感器的永磁同步电机设计。
一种永磁同步电机角度位置传感器极对数匹配设计方法，具体设计步骤如下：
步骤1：确定永磁同步电机需跟踪的最高转速n1，并结合永磁同步电机的极对数p1将其转换为需跟踪的最高电转速n2＝n1·p1；
步骤2：确定永磁同步电机控制器中旋转变压器解码芯片可跟踪的最高电转速n3；
步骤3：当n2≤n3时，选定旋转变压器极对数p2＝p1；当n2>n3时，转至步骤4；
步骤4：选定旋转变压器极对数p2＝p1/K(K＝1,2,…，p1)，K值的选择首先应保证p2为整数，其次应保证n1·p2≤n3；当K无可行解时，转至步骤2，提高旋转变压器解码芯片可跟踪的最高电转速n3后，重复步骤3，直至选取到合适的p2。
优选地，步骤3中所述当n2≤n3时，选定旋转变压器极对数p2＝p1，可以保证旋转变压器解码芯片的分辨率得到最充分应用。
优选地，步骤4中所述选取p2＝p1/K且p2为整数可以保证同一角度位置解码数值的唯一性。
优选地，步骤4中所述K值有多个可行解时，选取K值最小的可行解。
优选地，步骤4中所述提高旋转变压器解码芯片可跟踪的最高电转速n3可通过软件重新配置的方式实现。
本发明具有的优点和有益效果：本发明是一种永磁同步电机角度位置传感器极对数匹配设计方法，所述方法实现了永磁同步电机高转速的闭环跟踪目的。本发明在永磁同步电机本体设计阶段综合考虑永磁同步电机控制器性能，通过合理匹配设计角度位置传感器的极对数，一方面保证了同一角度位置解码数值的唯一性，另一方面保证了角度位置分辨率的最高化。
附图说明
图1是一种永磁同步电机角度位置传感器极对数匹配设计方法流程图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明做详细说明，设计一种永磁同步电机角度位置传感器极对数匹配设计方法。
本发明具体设计步骤如下：
步骤1：确定永磁同步电机需跟踪的最高转速n1，并结合永磁同步电机的极对数p1将其转换为需跟踪的最高电转速n2＝n1·p1；
步骤2：确定永磁同步电机控制器中旋转变压器解码芯片可跟踪的最高电转速n3；
步骤3：当n2≤n3时，选定旋转变压器极对数p2＝p1；当n2>n3时，转至步骤4；
步骤4：选定旋转变压器极对数p2＝p1/K(K＝1,2,…，p1)，K值的选择首先应保证p2为整数，其次应保证n1·p2≤n3；当K无可行解时，转至步骤2，提高旋转变压器解码芯片可跟踪的最高电转速n3后，重复步骤3，直至选取到合适的p2。
优选地，步骤3中所述当n2≤n3时，选定旋转变压器极对数p2＝p1，可以保证旋转变压器解码芯片的分辨率得到最充分应用。
优选地，步骤4中所述选取p2＝p1/K且p2为整数可以保证同一角度位置解码数值的唯一性。
优选地，步骤4中所述K值有多个可行解时，选取K值最小的可行解。
优选地，步骤4中所述提高旋转变压器解码芯片可跟踪的最高电转速n3可通过软件重新配置的方式实现。
实施例
1.如图1所示，确定永磁同步电机需跟踪的最高转速n1＝18000rpm，并结合永磁同步电机的极对数p1＝4将其转换为需跟踪的最高电转速n2＝n1·p1＝72000rpm；
2.如图1所示，确定永磁同步电机控制器中旋转变压器解码芯片可跟踪的最高电转速n3＝60000rpm；
3.如图1所示，由于n2>n3，转至步骤4；
4.如图1所示，选定旋转变压器极对数p2＝p1/K(K＝1,2,…，p1)，K值的选择首先应保证p2为整数，其次应保证n1·p2≤n3；
5.如图1所示，K值存在的可行解为K＝2和K＝4,选取K值最小的可行解K＝2，由此确定旋转变压器极对数p2＝2。
本发明中，提出一种永磁同步电机角度位置传感器极对数匹配设计方法，所述方法实现了永磁同步电机高转速的闭环跟踪目的。本发明在永磁同步电机本体设计阶段综合考虑永磁同步电机控制器性能，通过合理匹配设计角度位置传感器的极对数，一方面保证了同一角度位置解码数值的唯一性，另一方面保证了角度位置分辨率的最高化。

Claims (8)

1.一种永磁同步电机角度位置传感器极对数匹配设计方法，其特征在于，包括确定永磁同步电机需跟踪的最高转速，并结合永磁同步电机的极对数将其转换为需跟踪的最高电转速；确定永磁同步电机控制器中旋转变压器解码芯片可跟踪的最高电转速；根据不同情况选定旋转变压器极对数的步骤。
2.如权利要求1所述的设计方法，其特征在于，所述方法适用于采用旋转变压器作为角度位置传感器的永磁同步电机设计。
3.如权利要求1所述的设计方法，其特征在于，其特征在于，具体设计步骤如下：
步骤1：确定永磁同步电机需跟踪的最高转速n1，并结合永磁同步电机的极对数p1，将n1转换为需跟踪的最高电转速n2＝n1·p1；
步骤2：确定永磁同步电机控制器中旋转变压器解码芯片可跟踪的最高电转速n3；
步骤3：当n2≤n3时，选定旋转变压器极对数p2＝p1；当n2>n3时，转至步骤4；
步骤4：选定旋转变压器极对数p2＝p1/K(K＝1,2,…，p1)，K值的选择应保证p2为整数，并且应保证n1·p2≤n3。
4.如权利要求3所述的设计方法，其特征在于，步骤4中当K无可行解时，转至步骤2，提高旋转变压器解码芯片可跟踪的最高电转速n3后，重复步骤3，直至选取到合适的p2。
5.如权利要求3所述的设计方法，其特征在于，步骤3中所述当n2≤n3时，选定旋转变压器极对数p2＝p1，可以保证旋转变压器解码芯片的分辨率得到最充分应用。
6.如权利要求3所述的设计方法，其特征在于，步骤4中所述选取p2＝p1/K且p2为整数可以保证同一角度位置解码数值的唯一性。
7.如权利要求3所述的设计方法，其特征在于，步骤4中所述K值有多个可行解时，选取K值最小的可行解。
8.如权利要求3所述的设计方法，其特征在于，步骤4中所述提高旋转变压器解码芯片可跟踪的最高电转速n3通过软件重新配置的方式实现。
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