CN2478280Y - 无刷直流电机转子磁极位置检测器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种无刷直流电机转子磁极位置检测器,特别是梯形波反电动势的无刷直流电机无位置传感器控制系统中的转子磁极位置检测器。由电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、电压比较器IC1、光电耦合隔离器IC2组成。使用中,电机三相电压经R1、R2、R3形成U0,U0与电机绕组中性点UN差经R4、R5分压后输入IC1,由IC1处理后经R6输入IC2,由IC2处理后输入控制器,由控制器通过逆变器控制电机运转。本检测器具有换相准确、结构简单之优点。
Description
本实用新型涉及一种无刷直流电机转子磁极位置检测器,特别是梯形波反电动势的无刷直流电机无位置传感器控制系统中的转子磁极位置检测器。
现有的无刷直流电机由电力电子逆变器、三相永磁同步电动机、控制器和转子磁极位置检测器组成。其中,三相永磁同步电动机是电机本体,电力电子逆变器是对三相永磁同步电机进行电子换相和调压调速,转子磁极位置检测器是检测、计算三相永磁同步电机的转子磁极位置,并将检测到的位置信号输入控制器,经控制器处理后输入电力电子逆变器,以便由电力电子逆变器对三相永磁同步电机进行正确换相。转子磁极位置检测器分两类,即有位置传感器和无位置传感器检测。当无刷直流电机采用无位置传感器控制技术后,就必须通过检测与电机转子磁极位置相关的电量,计算电机转子位置,进行正确换相。通常是利用无刷直流电机定子电枢中三相感应反电动势计算转子磁极的位置,如日本的日立公司、德国西门子公司及美国摩托罗拉公司,具体的方法是令系统采用120°导通方式,将无刷直流电机三相端电压分别分压滤波后,经三个比较器得到三相反电动势的过零点,再将三相过零点信号滞后30°作为各相的换相点,进行换相。该方法的不足是:在转子位置检测器中存在低通滤波器,会产生相移,而且随着电机转速的变化而变化,使换相不准确,尤其是当系统调速范围很宽时,电机运行在高频时相移过大,不能实施正确换相,造成电机不能正常运行。为解决该问题,通常是采用提高电力电子逆变器中功率开关器件的载波频率,以省掉上述转子位置检测器中的低通滤波器,在一个开关周期内估算电枢感应电动势的过零点,再将估算的反电动势过零点滞后30°进行无刷直流电机换相控制。这种转子位置检测器虽可避免换相不准的问题,但由此带来的是,设备投资增加,功率开关器件的动态损耗增加,散热困难,且占用控制器的时间过长,不利于系统开发。
本实用新型的目的是要提供一种无刷直流电机转子磁极位置检测器,它既不需要无刷直流电机转子磁极位置检测器中的低通滤波器,也无需提高电力电子逆变器中的功率开关器件的载波频率,而且可简化电路、减少设备投资、提高无刷直流电机调速系统的可靠性。
为实现上述目的,本实用新型由电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、电压比较器IC1、光电耦合隔离器IC2组成,电阻R1、R2、R3的一端分别接通三相永磁同步电机的A、B、C相输入端子,另一端互相连接于同一中性点O,电阻R4、R5互相串联,其R4连通中心点O,R5接地GND1,电压比较器IC1的“-”端接R4、R5之间的连接点,“+”端接地GND1,工作电源端接外加供电电压,接地端接地GND1,输出端连接R6,R6的另一端连接光电耦合隔离器IC2中的发光二极管的阳极,发光二极管的阴极接地GND1,光电耦合隔离器IC2的输出端分别连接控制器和R7,R7的另一端接外加工作电压,接地端接地GND2,三相永磁同步电机的定子绕组中性点接地GND1,接地GND1和GND2相互隔离。
本实用新型由于不存在滤波过程,所以也就不存在相移,既可确保无刷直流电机的准确换相,又无需提高电力电子逆变器中的功率开关器件的载波频率,而且只需一路比较器,所以结构特别简单。此外,还具有无刷直流电机的调速范围宽,占用控制器的时间少和便于系统开发之优点。
下面给出本实用新型的实施例及附图,并作进一步说明:
图1、为本实用新型在无刷直流电机中的实施例图。
按图1所示,本实用新型3由电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、电压比较器IC1、光电耦合隔离器IC2组成。电阻R1、R2、R3的一端分别接通三相永磁同步电机2的A、B、C相输入端子,另一端互相连接于同一中性点O。电阻R4、R5互相串联,其R4连通中心点O,R5接地GND1。电压比较器IC1的“-”端接R4、R5之间的连接点,“+”端接地GND1,工作电源端接外加供电电压,接地端接地GND1,输出端连接R6。R6的另一端连接光电耦合隔离器IC2中的发光二极管的阳极,发光二极管的阴极接地GND1,光电耦合隔离器IC2的输出端分别连接控制器4和R7,R7的另一端接外加工作电压,接地端接地GND2。三相永磁同步电机2的定子绕组中性点接地GND1,接地GND1和GND2相互隔离。使用中,三相永磁同步电机2的三相端电压(即附图中A、B和C端相对于Us“-”端的电压)经电阻R1、R2和R3形成中性点O点电压Uo。经推导可知,中性点O点的电压Uo与三相永磁同步电机2的定子三相绕组形成的中性点N点相对于Us“-”端的电压UN之间的电势差Uo-UN总是等于三相永磁同步电机2中未导通相电枢感应反电动势的1/3倍。这样,将电势差Uo-UN经电阻R4和R5组成的分压电路进行分压,由电阻R5取出电压信号,即可得到波形为三角波的分压信号Ui,将三角波分压信号Ui输入电压比较器IC1的“-”端,与输入电压比较器IC1的“+”端的参考电压信号Uref(即地GND1)进行电压比较后,得到脉冲式的三相反电动势过零点电压信号,再经限流电阻R6限流和光电耦合隔离器IC2隔离后,便产生了电气上隔离的一路包含三相反电动势过零点检测的脉冲信号Up。过零点脉冲信号Up送至控制器4的外部中断口或外部捕捉口。三相反电动势过零点检测脉冲信号Up的每一次跳变都意味着三相永磁同步电机反电动势过零点时刻的到来。Up的每一次跳变都使控制器产生中断响应,并做30°电角度的延时和逻辑运算,形成6路PWM信号,作为电力电子逆变器1中功率器件的触发信号。当电力电子逆变器2的功率器件在得到触发信号后随之逆变器输出三相PWM电压,并且馈送到三相永磁同步电机2,使之运转工作。运转的三相永磁同步电机产生三相梯形波的感应反电动势。此外,上述参考电压信号Uref既可以取三相永磁同步电机2中性点N点相对于Us“-”端的电压UN,也可以取由电阻R1、R2和R3形成的中性点O点相对于Us“-”端的电压Uo,采用后者将使三相反电动势过零点检测脉冲信号Up成为反逻辑。上述电阻R1、R2和R3的取值应相同,为1~2MΩ之间。R4的取值为60~120kΩ,R5的取值为2~4kΩ之间,R6的取值为1kΩ,R7的取值为500Ω。电压比较器IC1和光电耦合隔离器IC2选用快速型,从而可提高反电动势过零点信号的实时性。
Claims (2)
1、一种无刷直流电机转子磁极位置检测器,包括电压比较器IC1、光电耦合隔离器IC2,其特征在于:还包括电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7,电阻R1、R2、R3的一端分别接通三相永磁同步电机2的A、B、C相输入端子,另一端互相连接于同一中性点O,电阻R4、R5互相串联,其R4连通中心点O,R5接地GND1,电压比较器IC1的“-”端接R4、R5之间的连接点,“+”端接地GND1,工作电源端接外加供电电压,接地端接地GND1,输出端连接R6,R6的另一端连接光电耦合隔离器IC2中的发光二极管的阳极,发光二极管的阴极接地GND1,光电耦合隔离器IC2的输出端分别连接控制器4和R7,R7的另一端接外加工作电压,接地端接地GND2,三相永磁同步电机2的定子绕组中性点接地GND1,接地GND1和GND2相互隔离。
2、据权利要求1所述的一种无刷直流电机转子磁极位置检测器,其特征在于:电阻R1、R2和R3的取值相同,为1~2MΩ,R4的取值为60~120kΩ,R5的取值为2~4kΩ,R6的取值为1kΩ,R7的取值为500Ω。
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Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100342639C (zh) * | 2004-06-15 | 2007-10-10 | 大同股份有限公司 | 用于直流无刷马达转子位置感测装置 |
CN100420146C (zh) * | 2002-10-22 | 2008-09-17 | 松下电器产业株式会社 | 马达驱动装置 |
CN100435475C (zh) * | 2004-05-18 | 2008-11-19 | 松下电器产业株式会社 | 电机驱动装置 |
CN101262196B (zh) * | 2008-04-29 | 2010-06-02 | 重庆大学 | 检测无位置传感器无刷直流电机转子位置的方法 |
CN101860293A (zh) * | 2010-05-28 | 2010-10-13 | 株洲南车时代电气股份有限公司 | 永磁同步电机的控制系统和短路切换方法 |
CN102055404A (zh) * | 2010-12-30 | 2011-05-11 | 万奥普(北京)石油工程技术开发研究院有限公司 | 非降压调节电机反向电动势方法及系统 |
CN101553979B (zh) * | 2006-07-13 | 2011-12-28 | 博泽汽车部件有限公司及两合公司,乌茨堡 | 无刷无传感器型电动机转子位置的测定方法与装置 |
CN101753078B (zh) * | 2009-12-30 | 2012-01-04 | 凌阳科技股份有限公司 | 马达转速控制装置与方法 |
CN102629846A (zh) * | 2012-03-31 | 2012-08-08 | 苏州大一装备科技有限公司 | 无位置传感器的无刷直流电机电子换相检测电路 |
CN101677223B (zh) * | 2008-09-17 | 2012-12-12 | 瑞萨电子株式会社 | 同步电动机的驱动系统 |
CN101821939B (zh) * | 2007-12-10 | 2013-07-31 | 松下电器产业株式会社 | 逆变控制器以及使用该逆变控制器的电机驱动装置、电动压缩机及家用电器 |
CN105141201A (zh) * | 2015-10-09 | 2015-12-09 | 北京航空航天大学 | 一种磁悬浮控制力矩陀螺高速电机无位置换相误差校正控制系统及方法 |
CN106452224A (zh) * | 2016-10-31 | 2017-02-22 | 杰发科技(合肥)有限公司 | 用于电机的控制芯片、控制系统及控制方法 |
CN107024232A (zh) * | 2015-10-22 | 2017-08-08 | 罗伯特·博世有限公司 | 转角传感器 |
CN110832768A (zh) * | 2017-07-31 | 2020-02-21 | 深圳配天智能技术研究院有限公司 | 一种电机转子磁极位置确定装置及方法 |
-
2001
- 2001-04-05 CN CN01238695U patent/CN2478280Y/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100420146C (zh) * | 2002-10-22 | 2008-09-17 | 松下电器产业株式会社 | 马达驱动装置 |
CN100435475C (zh) * | 2004-05-18 | 2008-11-19 | 松下电器产业株式会社 | 电机驱动装置 |
CN100342639C (zh) * | 2004-06-15 | 2007-10-10 | 大同股份有限公司 | 用于直流无刷马达转子位置感测装置 |
CN101553979B (zh) * | 2006-07-13 | 2011-12-28 | 博泽汽车部件有限公司及两合公司,乌茨堡 | 无刷无传感器型电动机转子位置的测定方法与装置 |
CN101821939B (zh) * | 2007-12-10 | 2013-07-31 | 松下电器产业株式会社 | 逆变控制器以及使用该逆变控制器的电机驱动装置、电动压缩机及家用电器 |
CN101262196B (zh) * | 2008-04-29 | 2010-06-02 | 重庆大学 | 检测无位置传感器无刷直流电机转子位置的方法 |
CN101677223B (zh) * | 2008-09-17 | 2012-12-12 | 瑞萨电子株式会社 | 同步电动机的驱动系统 |
CN101753078B (zh) * | 2009-12-30 | 2012-01-04 | 凌阳科技股份有限公司 | 马达转速控制装置与方法 |
CN101860293A (zh) * | 2010-05-28 | 2010-10-13 | 株洲南车时代电气股份有限公司 | 永磁同步电机的控制系统和短路切换方法 |
CN102055404A (zh) * | 2010-12-30 | 2011-05-11 | 万奥普(北京)石油工程技术开发研究院有限公司 | 非降压调节电机反向电动势方法及系统 |
CN102629846A (zh) * | 2012-03-31 | 2012-08-08 | 苏州大一装备科技有限公司 | 无位置传感器的无刷直流电机电子换相检测电路 |
CN105141201A (zh) * | 2015-10-09 | 2015-12-09 | 北京航空航天大学 | 一种磁悬浮控制力矩陀螺高速电机无位置换相误差校正控制系统及方法 |
CN105141201B (zh) * | 2015-10-09 | 2018-06-29 | 北京航空航天大学 | 一种磁悬浮控制力矩陀螺高速电机无位置换相误差校正控制系统及方法 |
CN107024232A (zh) * | 2015-10-22 | 2017-08-08 | 罗伯特·博世有限公司 | 转角传感器 |
CN107024232B (zh) * | 2015-10-22 | 2021-08-10 | 罗伯特·博世有限公司 | 转角传感器 |
CN106452224A (zh) * | 2016-10-31 | 2017-02-22 | 杰发科技(合肥)有限公司 | 用于电机的控制芯片、控制系统及控制方法 |
CN106452224B (zh) * | 2016-10-31 | 2019-04-23 | 合肥杰发科技有限公司 | 用于电机的控制芯片、控制系统及控制方法 |
US11606049B2 (en) | 2016-10-31 | 2023-03-14 | Autochips Wuhan Co., Ltd. | Control chip, control system, and control method for motors |
CN110832768A (zh) * | 2017-07-31 | 2020-02-21 | 深圳配天智能技术研究院有限公司 | 一种电机转子磁极位置确定装置及方法 |
CN110832768B (zh) * | 2017-07-31 | 2023-03-24 | 深圳配天智能技术研究院有限公司 | 一种电机转子磁极位置确定装置及方法 |
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