永磁同步电机角度检测方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了永磁同步电机角度检测方法，包括以下步骤：获取霍尔传感器组的初始编码值；根据所述初始编码值确定转子所在的角度区间；根据所述角度区间驱动永磁同步电机转动；检测所述霍尔传感器组的编码值是否有变化；若检测到所述霍尔传感器组的编码值发生变化，则获取霍尔传感器组的当前编码值作为跳变编码值；根据所述初始编码值和跳变编码值确定转子所在的起始角度。避免了现有检测电机转子初始角度的方法，由于转子初始位置不确定，所以当施加特定电流矢量的时候，转子有可能产生反转，造成电机机运行摆动的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电机控制领域，特别涉及永磁同步电机角度检测。
技术介绍
永磁同步电机一般采用正弦变频控制方法，而电机转子角度的准确性对电机控制的性能起到至关重要的作用。尤其在电机启动的时候，控制系统不知道转子的具体位置，就要想办法寻找到转子角度。如果转子角度检测不准确，会造成永磁同步电机控制效率降低，发热严重，噪声大等缺点。现有的检测电机转子角度通常采用以下方法确定：控制系统输出一个特定的电流矢量(电流定位法)，电机转子就会在该电流矢量的作用下转到磁阻最小的位置，从而确定电机转子的初始角度，然后根据增量编码器的累积计算转子角度。但是该方法因为初始位置不确定，所以当施加特定电流矢量的时候，转子有可能产生反转，造成电机运行摆动，降低电机的使用寿命，可能会对设备造成损坏甚至伤人。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供永磁同步电机角度检测方法和装置，其能解决现有检测电机转子初始角度的方法，由于转子初始位置不确定，所以当施加特定电流矢量的时候，转子有可能产生反转，造成电机运行摆动的问题。本专利技术采用以下技术方案实现：永磁同步电机角度检测方法，包括以下步骤：获取霍尔传感器组的初始编码值；根据所述初始编码值确定转子所在的角度区间；根据所述角度区间驱动永磁同步电机转动；检测所述霍尔传感器组的编码值是否有变化；若检测到所述霍尔传感器组的编码值发生变化，则获取霍尔传感器组的当前编码值作为跳变编码值；根据所述初始编码值和跳变编码值确定转子所在的起始角度。优选的，所述永磁同步电机角度检测方法还包括以下步骤：根据所述转子所在的起始角度、增量编码器的增量起始值、增量编码器的当前值计算转子的旋转角度；其中，增量起始值为所述霍尔传感器组的编码值发生变化时位于永磁同步电机上的增量编码器的值。优选的，所述根据所述转子所在的起始角度、增量编码器的增量起始值、增量编码器的当前值计算转子的旋转角度，具体为根据以下计算公式计算得到：β＝(K-K0)/P*360°+α；其中，β为转子的旋转角度，K为增量编码器的当前值，K0为增量编码器的增量起始值，P为增量编码器旋转一周的脉冲个数，α为转子所在的起始角度。优选的，所述根据所述角度区间驱动永磁同步电机转动具体为：根据转子的目标位置计算输出电压占空比，根据所述角度区间输出电压驱动永磁同步电机转动。优选的，所述霍尔传感器组的编码值为1-6，具体的，5、1、3、2、6、4六个编码值分别对应0°-60°、60°-120°、120°-180°、180°-240°、240°-300°、300°-360°六个区间。。永磁同步电机角度检测装置，包括以下模块：第一获取模块，获取霍尔传感器组的初始编码值；区间确定模块，根据所述初始编码值确定转子所在的角度区间；驱动模块，根据所述角度区间驱动永磁同步电机转动；检测模块，检测所述霍尔传感器组的编码值是否有变化；第二获取模块，若检测到所述霍尔传感器组的编码值变化，则获取霍尔传感器组的当前编码值作为跳变编码值；起始角度确定模块，根据所述初始编码值和跳变编码值确定转子所在的起始角度。优选的，所述永磁同步电机角度检测装置，还包括以下模块：第三获取模块，在所述霍尔传感器组的编码值发生变化时，获取增量编码器的值作为增量起始值；第四获取模块，获取增量编码器的当前值；计算模块，根据所述转子所在的起始角度以及增量编码器的增量起始值、当前值计算转子的旋转角度。优选的，所述驱动模块包括以下单元：计算单元，根据转子的目标位置计算输出电压占空比；驱动单元，根据所述角度区间输出电压驱动永磁同步电机转动。永磁同步电机角度检测装置，包括：处理器以及用于存储处理器可执行的指令的存储器；所述处理器被配置为：获取霍尔传感器组的初始编码值；根据所述初始编码值确定转子所在的角度区间；根据所述角度区间驱动永磁同步电机转动；检测所述霍尔传感器组的编码值是否有变化；若检测到所述霍尔传感器组的编码值发生变化，则获取霍尔传感器组的当前编码值作为跳变编码值；根据所述初始编码值和跳变编码值确定转子所在的起始角度。优选的，所述处理器还被配置为：根据所述转子所在的起始角度以及增量编码器的增量起始值、当前值计算转子的旋转角度；其中，增量起始值为所述霍尔传感器组的编码值发生变化时位于永磁同步电机上的增量编码器的值。相比现有技术，本专利技术的有益效果在于：通过检测霍尔传感器的初始编码值，根据初始编码值,确定转子所在的角度区间；再根据转子所在的角度区间,进行直流无刷逻辑控制。电机转子按照目标位置启动旋转，当霍尔传感器的编码信号出现跳变时，根据跳变后新的编码值，确定此时的转子角度，即起始角度。避免了现有检测电机转子初始角度的方法，由于转子初始位置不确定，所以当施加特定电流矢量的时候，转子有可能产生反转，造成电机机运行摆动的问题。附图说明图1是本专利技术实施例一提供的永磁同步电机角度检测方法的流程示意图。图2是本专利技术实施例二提供的永磁同步电机角度检测方法的流程示意图。图3为增量编码器为12位时转子角度检测方法流程示意图。图4是本专利技术实施例三提供的永磁同步电机角度检测装置的结构示意图。图5是本专利技术实施例四提供的永磁同步电机角度检测装置的结构示意图。具体实施方式上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。实施例一：永磁同步电机的控制系统包括霍尔传感器组和增量编码器。无刷直流电机常用的位置传感器是霍尔传感器，霍尔传感器个数通常与绕组相数相等，可以将转子磁钢作为霍尔元件的励磁磁场磁极。为了产生正确的换向信号，霍尔传感器安装位置有一定要求，通常有120°安装和60°安装两种方式。两种位置传感器安装方式在本质上是相同的，在电机旋转过程中，都将360°电角度分割为6种状态，其中60°安装方式可以认为是将120°安装时的一个霍尔元件反转180°安装，各元件换相时刻均相同。在换相控制中，将三个霍尔传感器的输出信号状态的组合作为状态控制变量，在不同安装方式下各霍尔元件产生不一样的状态控制变量。在120°安装时，3个位置传感器信号组成的控制变量为001、010、011、100、101、110。在60°安装状况下，将出现000和111的状态变量，而缺失中间的两个状态，因而他们的换相控制表是有区别的。通过观察霍尔传感器是否出现111和000的状态就可以判定霍尔传感器是哪种安装方式。霍尔传感器组中几个霍尔传感器的输出信号状态的组合作为霍尔传感器组的编码值。典型的，霍尔传感器组包括三个霍尔传感器，在120°安装下，3个霍尔传感器信号组成的控制变量为001、010、011、100、101、110，即霍尔传感器组的编码值为1-6。以下对步骤的分析基于编码值为1-6的情况，对于绕组相数不为3的情况，可以根据本专利技术的技术方案将编码值和相应的角度关系做相应的变化。如图1所示的永磁同步电机角度检测方法，包括以下步骤：S101，获取霍尔传感器组的初始编码值；在永磁同步电机启动转动命令或纠正转子位置的命令时，获取霍尔传感器组的编码值作为用于确定转子所在的角度区间的初始编码值。S102，根据所述初始编码值确定转子本文档来自技高网...

【技术保护点】
永磁同步电机角度检测方法，其特征在于，包括以下步骤：获取永磁同步电机的霍尔传感器组的初始编码值；根据所述初始编码值确定转子所在的角度区间；根据所述角度区间驱动永磁同步电机转动；检测所述霍尔传感器组的编码值是否有变化；若检测到所述霍尔传感器组的编码值发生变化，则获取霍尔传感器组的当前编码值作为跳变编码值；根据所述初始编码值和跳变编码值确定转子所在的起始角度。

【技术特征摘要】
1.永磁同步电机角度检测方法，其特征在于，包括以下步骤：获取永磁同步电机的霍尔传感器组的初始编码值；根据所述初始编码值确定转子所在的角度区间；根据所述角度区间驱动永磁同步电机转动；检测所述霍尔传感器组的编码值是否有变化；若检测到所述霍尔传感器组的编码值发生变化，则获取霍尔传感器组的当前编码值作为跳变编码值；根据所述初始编码值和跳变编码值确定转子所在的起始角度。2.如权利要求1所述的永磁同步电机角度检测方法，其特征在于，还包括以下步骤：根据所述转子所在的起始角度、增量编码器的增量起始值、增量编码器的当前值计算转子的旋转角度；其中，增量起始值为所述霍尔传感器组的编码值发生变化时位于永磁同步电机上的增量编码器的值。3.如权利要求2所述的永磁同步电机角度检测方法，其特征在于，所述根据所述转子所在的起始角度、增量编码器的增量起始值、增量编码器的当前值计算转子的旋转角度，具体为根据以下计算公式计算得到：β＝(K-K0)/P*360°+α；其中，β为转子的旋转角度，K为增量编码器的当前值，K0为增量编码器的增量起始值，P为增量编码器旋转一周的脉冲个数，α为转子所在的起始角度。4.如权利要求1-3中任一项所述的永磁同步电机角度检测方法，其特征在于，所述根据所述角度区间驱动永磁同步电机转动具体为：根据转子的目标位置计算输出电压占空比，根据所述角度区间输出电压驱动永磁同步电机转动。5.如权利要求1-3中任一项所述的永磁同步电机角度检测方法，其特征在于：所述霍尔传感器组的编码值为1-6，具体的，5、1、3、2、6、4六个编码值分别对应0°-60°、60°-120°、120°-180°、180°-240°、240°-300°、300°-360°六个区间。6.永磁同步电机角度检测装置，其特征在于，包括以下模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊友军，范文华，张礼富，周彦，
申请(专利权)人：深圳市优必选科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44