一种永磁同步电机控制器制造技术

一种永磁同步电机控制器，其特征在于：所述直流电源接口（1）与预充电电路（3）的输入接口相连接，预充电电路（3）的输出接口通过直流母线（5）与功率开关器件斩波电路（10）的输入端相连接，功率开关器件斩波电路（10）的输出端与电机（2）相连接，预充电电路（3）与微控制器（4）之间通过线缆相互连接，微控制器（4）的输出端与数字隔离电路（8）的输入端相连接，本实用新型专利技术通过直接输出电压矢量，省去了旋转两相坐标系到静止两相坐标系下的电压变换，从而省去其中的部分三角函数计算，节省了计算时间，对调试参数的依赖性较小，在调试初期不会发生失步和越步，控制效果更佳，在电机控制领域具有广泛的运用。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种电机控制器，尤其涉及一种永磁同步电机控制器，属于电机控制
 
技术介绍
永磁同步电机在现代化建设的地位非常重要，广泛应用于国防、工业、建筑业等邻域。传统的永磁同步电机控制器在控制性能、效率等方面已不能完全满足需求，为应对这些不足，对永磁同步电机控制器展开了新的研究和发展。 随着铁磁材料的新发现及电力半导体的快速发展，永磁同步电机的控制性能有较大的提升空间。在相同的永磁同步电机硬件设施情况下，传统控制方法存在调试初期即容易发生失步和越步，由于其直轴电压和交轴电压严格根据电机数学模型或PID算法获得，且其直轴电压和交轴电压对电机控制性能的稳定性和动态性能存在耦合关系，控制性能非常依赖调试参数。 中国专利授权公告号为：CN202282759U，公告日为：2012年6月20日技术专利公开了一种永磁直流电机矢量控制器，包括具有矢量控制算法功能的DSP处理单元，DSP处理单元信号输入端连接有信号处理单元，DSP处理单元信号输出端连接有驱动模块，驱动模块信号输出端连接有IPM智能功率模块，信号处理单元连接有传感器。但是该装置结构复杂，控制性能对调试参数的依赖较大，调试初期极容易发生失步和越步，而且需要进行复杂的电压变换，计算时间较长，控制效果不佳。 
技术实现思路
本技术的目的是针对现有的永磁同步电机控制性能非常依赖调试参数，传统控制方法存在调试初期极容易发生失步和越步，而且需要进行复杂的电压变换，计算时间较长，控制效果不佳的缺陷和不足，现提供一种结构紧凑，通过直接输出电压矢量，省去了旋转两相坐标系到静止两相坐标系下的电压变换，从而省去其中的部分三角函数计算，节省了计算时间，控制效果更佳的一种永磁同步电机控制器。 为实现上述目的，本技术的技术解决方案是：一种永磁同步电机控制器，包括直流电源接口和微控制器，所述直流电源接口与预充电电路的输入接口相连接，预充电电路的输出接口通过直流母线与功率开关器件斩波电路的输入端相连接，功率开关器件斩波电路的输出端与电机相连接，预充电电路与微控制器之间通过线缆相互连接，微控制器的输出端与数字隔离电路的输入端相连接，数字隔离电路的输出端与功率开关器件驱动电路的输入端相连接，功率开关器件驱动电路的输出端与功率开关器件斩波电路的输入端相连接。 所述微控制器的输入端与位置与速度检测模块的输出端相连接，位置与速度检测模块的输入端与电机相连接。 所述微控制器分别与温度检测模块和通讯电路相连接。 所述直流母线上分别连接设置有母线电压检测模块和母线电流检测模块，母线电压检测模块和母线电流检测模块分别与微控制器的输入端相连接。 所述功率开关器件斩波电路与电机的连接线路上连接设置有相电流检测模块，相电流检测模块与微控制器的一个端口相连接。 本技术的有益效果是： 1、本技术通过直接输出电压矢量，省去了旋转两相坐标系到静止两相坐标系下的电压变换，从而省去其中的部分三角函数计算，节省了计算时间，对调试参数的依赖性较小，在调试初期不会发生失步和越步。2、本技术在调试过程通过调节电压输出矢量的长度来调节电机的动态性能，通过调节输出电压矢量的角度调节其稳定性如功率因数等性能。通过一个输出电压矢量来控制电机，输出电压矢量的大小通过闭环不断调整，控制效果更佳，在电机控制领域具有广泛的运用。 附图说明图1是本技术的结构示意图。 图2是本技术电机逆时针旋转时输出的矢量角度图。 图3是本技术电机顺时针旋转时输出的矢量角度图。 图中：直流电源接口1，电机2，预充电电路3，微控制器4，直流母线5，母线电压检测模块6，母线电流检测模块7，数字隔离电路8，功率开关器件驱动电路9，功率开关器件斩波电路10，相电流检测模块11，位置与速度检测模块12，温度检测模块13，通讯电路14。   具体实施方式以下结合附图说明和具体实施方式对本技术作进一步的详细描述。 参见图1至图3，本技术的一种永磁同步电机控制器，包括直流电源接口1和微控制器4，所述直流电源接口1与预充电电路3的输入接口相连接，预充电电路3的输出接口通过直流母线5与功率开关器件斩波电路10的输入端相连接，功率开关器件斩波电路10的输出端与电机2相连接，预充电电路3与微控制器4之间通过线缆相互连接，微控制器4的输出端与数字隔离电路8的输入端相连接，数字隔离电路8的输出端与功率开关器件驱动电路9的输入端相连接，功率开关器件驱动电路9的输出端与功率开关器件斩波电路10的输入端相连接。 所述微控制器4的输入端与位置与速度检测模块12的输出端相连接，位置与速度检测模块12的输入端与电机2相连接。 所述微控制器4分别与温度检测模块13和通讯电路14相连接。 所述直流母线5上分别连接设置有母线电压检测模块6和母线电流检测模块7，母线电压检测模块6和母线电流检测模块7分别与微控制器4的输入端相连接。 所述功率开关器件斩波电路10与电机2的连接线路上连接设置有相电流检测模块11，相电流检测模块11与微控制器4的一个端口相连接。 直流电源接口1与预充电电路3的输入接口相连接，预充电电路3的输出接口通过直流母线5与功率开关器件斩波电路10的输入端相连接，功率开关器件斩波电路10的输出端与电机2相连接。预充电电路3与微控制器4之间通过线缆相互连接，微控制器4为本技术电机控制器的控制核心，能够对控制过程的逻辑与数学运算进行计算处理，生成SVPWM信号，接受及发送通讯信息并接受检测电路的采样信息。预充电电路3中的吸收电容预充电电路，高压直流电上电瞬间为了防止过大的充电电流击穿吸收电容，先串联一只电阻在直流回路里，待电容充电电压至一定值时再直接将吸收电容与直流电源接通。 微控制器4的输入端与位置与速度检测模块12的输出端相连接，位置与速度检测模块12的输入端与电机2相连接，微控制器4分别与温度检测模块13和通讯电路14相连接。温度检测模块13能够实时检测开关器件斩波电路10及电机2的温度，以防功率器件或电机2温度过高而被烧毁。位置与速度检测模块12如正交光电编码器、旋转变压器、自整角机用于获得电机2当前的转子位置信息 和转速信息，为电机磁链与电机某一固定相的夹角，也是旋转坐标系下直轴与某一固定相的夹角。为电机转子线圈中的交流电角速度，其与三相交流同步电机的转子旋转速度和磁极对数相关。根据位置传感器采集的转速进行计算，计算结果为输出电压矢量Us角度的补偿角。 微控制器4的输出端与数字隔离电路8的输入端相连接，数字隔离电路8的输出端与功率开关器件驱动电路9的输入端相连接，功率开关器件驱动电路9的输出端与功率开关器件斩波电路10的输入端相连接。数字隔离电路8用于将微控制器4输出的SVPWM信号与功率开关器件驱动电路9进行隔离，进行逻辑电平转换并避免后级电路电压波动损坏前级电路。功率开关器件驱动电路9能够将SVPWM信号用于驱动如IGBT、IPM。功率开关器件斩波电路10用于将SVPWM信号转换本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种永磁同步电机控制器，包括直流电源接口（1）和微控制器（4），其特征在于：所述直流电源接口（1）与预充电电路（3）的输入接口相连接，预充电电路（3）的输出接口通过直流母线（5）与功率开关器件斩波电路（10）的输入端相连接，功率开关器件斩波电路（10）的输出端与电机（2）相连接，预充电电路（3）与微控制器（4）之间通过线缆相互连接，微控制器（4）的输出端与数字隔离电路（8）的输入端相连接，数字隔离电路（8）的输出端与功率开关器件驱动电路（9）的输入端相连接，功率开关器件驱动电路（9）的输出端与功率开关器件斩波电路（10）的输入端相连接。

【技术特征摘要】
1.一种永磁同步电机控制器，包括直流电源接口（1）和微控制器（4），其特征在于：所述直流电源接口（1）与预充电电路（3）的输入接口相连接，预充电电路（3）的输出接口通过直流母线（5）与功率开关器件斩波电路（10）的输入端相连接，功率开关器件斩波电路（10）的输出端与电机（2）相连接，预充电电路（3）与微控制器（4）之间通过线缆相互连接，微控制器（4）的输出端与数字隔离电路（8）的输入端相连接，数字隔离电路（8）的输出端与功率开关器件驱动电路（9）的输入端相连接，功率开关器件驱动电路（9）的输出端与功率开关器件斩波电路（10）的输入端相连接。
2.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机控制器，其特征在于：所述微控制器（4）的输入端与位置与速度检测模块（1...

【专利技术属性】
技术研发人员：包伟，徐华中，王维，袁广凯，罗俊，李向华，曾春年，孙洪伟，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：新型
国别省市：湖北;42