一种高速电机转子位置的检测设备及处理方法技术

本发明专利技术公开了一种高速电机转子位置的检测设备及处理方法，读取最近一次接收的转子位置信号；从所述转子位置信号中解析出角度值θfd；按照以下公式确定补偿后的角度θcmd，θcmd＝θfd+ωγ*N*Tcnt其中，ωγ为根据前两次转子位置信号解析的角度值确定的角速度；ωγ＝(θcmd1-θcmd2)/t；其中，t为θcmd1与θcmd2之间的时间间隔；N*Tcnt为所述读取与所述最近一次接收之间的时间间隔；N为延时计数值，Tcnt为延时计数脉冲的周期，本发明专利技术提高信号在传输过程中的抗干扰性能、加大信号传输距离及提高转子角度检测精度的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种高速电机转子位置的检测设备及处理方法
本专利技术属于电机
，具体涉及一种高速电机转子位置的检测设备及处理方法。
技术介绍
永磁同步电机由于其功率密度大，惯性小，效率高等优点被广泛应用，尤其在高速场合，而永磁同步电机为了能够实现最大转矩输出，必需知道精确的转子绝对位置信号，一般位置反馈装置有绝对式光电编码器、霍尔传感器、旋转变压器等，而旋转变压器由于结构可靠、实时性好、环境适应性强等优点而广泛应用于伺服系统当中。采用旋转变压器检测转子位置的传统方法是，旋转变压器反馈的信号经过解码单元后将位置信号以并行数据的形式或者通过芯片的SPI口发送给控制器，实现框图如图1所示。控制器读取的转子位置信号认为是当前实时的转子位置信号，用于系统控制中，但其实控制器的采样与解码芯片的采样时刻不同步，控制器采样与解码芯片的采样存在时间差且该时间差不固定，如图2所示。现有技术存在以下缺点：解码单元与控制器的可传输距离较短，而有的工业现场变频器与电机相距较远，这就要求解码单元与旋转变压器的距离较远，使得旋转变压器反馈信号的传输距离较长，在长距离传输当中，旋转变压器反馈信号容易受到干扰，导致控制器得到的转子位置角度不正确，与实际的转子角度位置有偏差。
技术实现思路
本专利技术在于提供一种高速电机转子位置的检测设备及处理方法，以提高反馈信号在传输过程中的抗干扰性能、加大信号传输距离及提高转子角度检测精度。为解决上述问题，本专利技术提供一种高速电机转子位置的检测设备及处理方法，其特征在于，包括：读取最近一次接收的转子位置信号；从所述转子位置信号中解析出角度值θfd；按照以下公式一确定补偿后的角度θcmd，θcmd＝θfd+ωγ*N*Tcnt其中，ωγ为根据前两次转子位置信号解析的角度值确定的角速度；ωγ＝(θcmd1-θcmd2)/t；其中，t为相邻两次θcmd1与θcmd2之间的时间间隔；N*Tcnt为所述读取与所述最近一次接收之间的时间间隔；N为延时计数值，Tcnt为延时计数脉冲的周期。所述延时计数器N从预订的初始值开始计数。所述转子位置信号有效时，重置延时计数值为所述初始值。每次接收的转子位置信号中，还包括：标识所述转子位置信号是否可被采用的故障信号；如果所述故障信号为真，则所述转子位置信号不可被采用；如果所述故障信号为假，则所述转子位置信号可被采用。如果所述故障信号为真，则按照以下公式二确定补偿后的角度θcmd；θcmd(n)＝θcmd(n-1)+ωγ*t，其中，n为补偿次数。检测故障信号为真后，还包括：如果判断到延时计数值N大于阈值，则执行按照所述公式二确定补偿后的角度θcmd的步骤。旋转变压器，用于与同步电机连接，在接收到励磁信号后，反馈转子位置信号；发送端，包括：解码芯片，用于将所述反馈的信号转化为数字信号；第一可编程逻辑器件，用于将数字后的转子位置信号按照串行协议转换；光纤发送模块，用于将所述第一可编程逻辑器件的信号转换为光信号发送；控制器，包括：光纤接收模块，用于将所述发送端的信号转换为电信号；第二可编程逻辑器件，用于将光纤接收模块接收的信号按照预定的通信协议恢复；处理器，用于将所述第二可编程逻辑器件恢复后的转子位置信号，经过角度补偿后输出。所述处理器包括：解析模块，用于读取最近一次接收的转子位置信号，从所述转子位置信号中解析出角度值θfd；运算模块，用于按照以下公式一确定补偿后的角度θcmd，θcmd＝θfd+ωγ*N*Tcnt其中，ωγ为根据前两次转子位置信号解析的角度值确定的角速度；ωγ＝(θcmd1-θcmd2)/t；其中，t为相邻两次θcmd1与θcmd2之间的时间间隔；N*Tcnt为所述读取与所述最近一次接收之间的时间间隔；N为延时计数值，Tcnt为延时计数脉冲的周期。所述处理器还包括：补偿模块，用于每次接收的转子位置信号中，如果判断到标识所述转子位置信号为不可被采用的故障信号，则按照以下公式二确定补偿后的角度θcmd；θcmd(n)＝θcmd(n-1)+ωγ*t，其中，n为补偿次数。与传统的方案相比，本专利技术的有益效果表现在：提高信号在传输过程中的抗干扰性能、加大信号传输距离及提高转子角度检测精度的问题。附图说明图1传统技术方案中转子位置检测装置；图2传统方案控制器采样与解码芯片的采样时间差示意图；图3本实施例方案的实现框图；图4为本实施例的方法流程图；图5为本实施例控制器可编辑逻辑器件的延时补偿计数器示意图；图6为本实施例控制器可编程逻辑器件的延时补偿计数器计数流程图；图7本实施例计数器初始值对应的延时时间示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述：为清楚说明本专利技术中的方案，下面给出优选的实施例并结合附图详细说明。图3为本实施例方案的实现框图，本检测装置包括：旋转变压器，用于与同步电机连接，在接收到励磁信号后，反馈转子位置信号；发送端，包括：解码芯片，为旋转变压器提供励磁信号，并根据旋转变压器反馈的信号计算转子对应的数字信号；同时判断信号反馈是否正常，并将以上信号通过并行总线或者串行总线输出；第一可编程逻辑器件，为解码芯片提供启动、复位等信号，同时将解码芯片发出的并行数据或故障信息等按照串行协议转换；优选地，所述串行通讯协议为Modbus协议。光纤发送模块将电，用于将所述第一可编程逻辑器件的信号转换为光信号发送；控制器，包括：光纤接收模块，用于将所述发送端的信号转换为电信号；第二可编程逻辑器件，用于将光纤接收模块接收的信号按照预定的通信协议恢复，并以共享内存的形式发送给控制器的CPU处理器。优选地，所述通讯协议为Modbus协议。处理器，用于将所述第二可编程逻辑器件恢复后的转子位置信号，经过角度补偿后输出，并用于系统控制。优选地，所述解码芯片为如多摩川的SMARTCODER解码芯片。所述CPU处理器包括，解析模块，用于读取最近一次接收的转子位置信号，从所述转子位置信号中解析出角度值θfd；运算模块，用于按照以下公式一确定补偿后的角度θcmd，θcmd＝θfd+ωγ*N*Tcnt(1)其中，ωγ为根据前两次转子位置信号解析的角度值确定的角速度；ωγ＝(θcmd1-θcmd2)/t；其中，t为相邻两次θcmd1与θcmd2之间的时间间隔；N*Tcnt为所述读取与所述最近一次接收之间的时间间隔；N为延时计数值，Tcnt为延时计数脉冲的周期。所述CPU处理器还包括补偿模块，用于每次接收的转子位置信号中，如果判断到标识所述转子位置信号为不可被采用的故障信号，则按照以下公式二确定补偿后的角度θcmd；θcmd(n)＝θcmd(n-1)+ωγ*t，其中，n为补偿次数。图4为本实施例的方法流程图，该方法包括：步骤41：读取最近一次接收的转子位置信号；步骤42：从所述转子位置信号中解析出角度值θfd；步骤43：按照以下公式一确定补偿后的角度θcmd，θcmd＝θfd+ωγ*N*Tcnt其中，ωγ为根据前两次转子位置信号解析的角度值确定的角速度；ωγ＝(θcmd1-θcmd2)/t；其中，t为相邻两次θcmd1与θcmd2之间的时间间隔；N*Tcnt为所述读取与所述最近一次接收之间的时间间隔；N为延时计数值，Tcnt为延时计数脉冲的周期。所述延时计数器N从预订的初始值开始计数。所述转子位置信号本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高速电机转子位置的检测及处理方法，其特征在于，包括：读取最近一次接收的转子位置信号；从所述转子位置信号中解析出角度值θfd；按照以下公式一确定补偿后的角度θcmd，θcmd＝θfd+ωγ*N*Tcnt其中，ωγ为根据解析的角度值确定的角速度；ωγ＝(θcmd1‑θcmd2)/t；其中，t为相邻两次θcmd1与θcmd2之间的时间间隔；N*Tcnt为所述读取与所述最近一次接收之间的时间间隔；N为延时计数值，Tcnt为延时计数脉冲的周期。

【技术特征摘要】
1.一种高速电机转子位置的检测及处理方法，其特征在于，包括：读取最近一次接收的转子位置信号；从所述转子位置信号中解析出角度值θfd；按照以下公式一确定补偿后的角度θcmd，θcmd＝θfd+ωγ*N*Tcnt其中，ωγ为根据解析的角度值确定的角速度；ωγ＝(θcmd1-θcmd2)/t；其中，t为相邻两次θcmd1与θcmd2之间的时间间隔；N*Tcnt为所述读取与所述最近一次接收之间的时间间隔；N为延时计数值，Tcnt为延时计数脉冲的周期；每次接收的转子位置信号中，还包括：标识所述转子位置信号是否可被采用的故障信号；如果所述故障信号为真，则所述转子位置信号不可被采用；如果所述故障信号为假，则所述转子位置信号可被采用；如果所述故障信号为真，则按照以下公式二确定补偿后的角度θcmd；θcmd(n)＝θcmd(n-1)+ωγ*t，其中，n为补偿次数。2.根据权利要求1所述的检测及处理方法，其特征在于，所述延时计数器N从预订的初始值开始计数。3.根据权利要求2所述的检测及处理方法，其特征在于，所述转子位置信号有效时，重置延时计数值为所述初始值。4.根据权利要求1所述的检测及处理方法，其特征在于，检测故障信号为真后，还包括：如果判断到延时计数值N大于阈值，则执行按照所述公式二确定补偿后的角度θcmd的步骤。5.一种高速电机转子位置的检测设备，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖文建，李明才，苏位峰，卫三民，苟锐锋，
申请(专利权)人：中国西电电气股份有限公司，北京西电华清科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61