一種永磁同步電機功角的檢測裝置及檢測方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及一種永磁同步電機，尤其設及一種永磁同步電機功角的檢測裝置及檢 測方法，屬于永磁同步電機控制領域。
【背景技術】
[0002] 永磁同步電機具有結構簡單、功率密度高、控制簡單等諸多優(yōu)點。近年來，永磁同 步電機在高性能調速系統(tǒng)和伺服控制系統(tǒng)等工業(yè)領域中得到了日益廣泛的應用。
[0003] 功角的準確檢測是永磁同步電機控制系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。功角影響著空間電壓矢量 的選擇，即可能由于觀測誤差無法準確控制定子磁鏈和電磁轉矩。所W，功角的準確檢測， 對于提高永磁同步電機控制性能有著重要的意義。目前，公知的現有技術，是通過各種觀測 器方法觀測永磁同步電機功角，但運種方法算法往往非常復雜，難W實際應用。
[0004] 因此，現有技術的功角檢測效果難W滿足永磁同步電機高性能控制要求。如何實 時準確檢測永磁同步電機功角，是現有技術有待解決的問題。

【發(fā)明內容】

[0005] 技術問題：本發(fā)明的目的是為了解決永磁同步電機閉環(huán)控制中電機功角難W實時 準確檢測的問題，而提出一種永磁同步電機功角的檢測裝置及檢測方法。
[0006] 技術方案：為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是：
[0007] 一種永磁同步電機功角的檢測裝置，用于檢測永磁同步電機的功角；其特征在于： 包括直流電壓源、=相全橋逆變器和高阻值電阻，其中，所述直流電壓源為=相全橋逆變器 提供電源，且直流電壓源的中點接地；所述=相全橋逆變器連接永磁同步電機，而永磁同步 電機的中性點經由高阻值電阻接地。
[0008] 上述所述=相全橋逆變器由=條支路并聯(lián)而成，各條支路均包含相互串聯(lián)的兩個MOS管，且各MOS管均連接有反并聯(lián)二極管，所述=相全橋逆變器的=條支路分別連接永磁 同步電機的A、B、CS相。
[0009] 上述所述高阻值電阻是指電阻值大于IOOMQ的電阻器件。
[0010] 為達到上述目的，本發(fā)明采用的另一技術方案是：
[0011] 一種永磁同步電機功角的檢測裝置的檢測方法，其特征在于包括如下步驟：
[0012] (1)將永磁同步電機中性點與直流電壓源中點接地，從而永磁同步電機中性點的 電壓為0 ;
[0013] 似確定永磁同步電機A、B、CS相端電壓和相電壓；
[0014] 做檢測永磁同步電機4、8、0立相相電流，結合步驟似相電壓，計算永磁同步電 機A、B、CS相相反電勢；
[0015] (4)對所述永磁同步電機A、B、C=相相反電勢積分得到=相永磁磁鏈，再通過 CLARK變換，將所述=相永磁磁鏈矢量合成，得到永磁同步電機永磁磁鏈；
[0016] 妨利用立相永磁磁鏈和相電流，計算得到立相定子磁鏈，再通過化A服變換，將 前述=相定子磁鏈矢量合成，得到永磁同步電機定子磁鏈；
[0017] (6)采用永磁同步電機永磁磁鏈和永磁同步電機定子磁鏈計算得到永磁同步電機 功角。
[0018] 所述步驟（2)中，永磁同步電機A、B、C=相端電壓的確定方法是：首先判斷=相 全橋逆變器工作在導通過程還是續(xù)流過程，當工作在導通過程，永磁同步電機A、B、C=相 端電壓通過功率管的狀態(tài)確定：若某相的上橋臂功率管開通，則該相端電壓數值為直流電 壓源幅值的1/2、極性為正，若某相的下橋臂功率管開通，則該相端電壓數值為直流電壓源 幅值的1/2、極性為負；當工作在續(xù)流過程，永磁同步電機A、B、C=相端電壓通過續(xù)流二極 管的狀態(tài)確定：若某相的上橋臂續(xù)流二極管開通，則該相端電壓數值為直流電壓源幅值的 1/2、極性為正，若某相的下橋臂續(xù)流二極管開通，則該相端電壓數值為直流電壓源幅值的 1/2、極性為負；其中，所述判斷=相全橋逆變器工作在導通過程還是續(xù)流過程的方法是： 檢測S相全橋逆變器功率管是否全部關斷，當S相全橋逆變器功率管不是全部關斷時，貝U 表明S相全橋逆變器處于導通過程；當S相全橋逆變器功率管全部關斷，則表明S相全橋 逆變器處于續(xù)流過程。
[0019] 上述所述步驟似中，永磁同步電機A、B、CS相相電壓的確定方法是：將永磁同 步電機A、B、CS相端電壓減去中性點的電壓，得到永磁同步電機相電壓，由于中性點的電 壓為0，故相電壓與端電壓相同。
[0020] 上述所述步驟（3)的詳細內容是：利用電流傳感器檢測永磁同步電機A、B、CS相 相電流i。、ib、i。，再結合步驟似中的A、B、C立相相電壓U。、Ub、U。，根據下式永磁同步電機 相電壓平衡方程，計算得到永磁同步電機S相相反電勢e。、6b、e。：
陽02引其中，R。、Rb、I?。分別為永磁同步電機A、B、C立相相電阻，L。、Lb、L。分別為永磁同步 電機A、B、CS相相電感。
[0023] 上述所述步驟（4)的詳細內容是：對步驟（3)得到的永磁同步電機S相相反電勢 利用下式進行積分，得到=相永磁磁鏈4f。、4fb、4f。：
[00巧]再利用下式，通過CLARK變換，將所述S相永磁磁鏈矢量合成，得到永磁同步電機 永磁磁鏈4fd、4d:
[0027]上述所述步驟巧）的詳細內容是：利用步驟（4)計算得到的=相永磁磁鏈4f。、 4fb、4f。和步驟（3)測得的相電流i。、ib、i。，利用下式計算得到S相定子磁鏈4s。、4sb、 ^ sc：
[0029] 其中，La、Lb、L。分別為永磁同步電機A、B、C立相相電感；
[0030] 再利用下式通過CLA服變換，將前述S相定子磁鏈矢量合成，得到永磁同步電機 定子磁鏈&S。、
[0032] 上述所述步驟化）的詳細內容是：利用步驟（4)得到的永磁同步電機永磁磁鏈 4f。、和步驟妨得到的永磁同步電機定子磁鏈4S。、利用下式計算得到永磁同 步電機功角5 :
[0034] 有益效果：本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果主要是：
[0035] 1、本發(fā)明的用于檢測永磁同步電機功角裝置，結構簡單，檢測精度高，實時性好。
[0036] 2、本發(fā)明的永磁同步電機功角的檢測方法，所需的電機參數少，計算量小，解決了 永磁同步電機閉環(huán)控制中電機功角難W實時準確檢測的問題。
【附圖說明】
[0037] 圖1為永磁同步電機功角的檢測裝置結構框圖。
【具體實施方式】
[003引為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，W下結合附圖及實施例，對 本發(fā)明進行進一步的詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本發(fā)明， 并不用于限定本發(fā)明。
[0039]如圖1所示，本發(fā)明的一種永磁同步電機功角的檢測裝置，包括直流電壓源、立相 全橋逆變器和高阻值電阻，用于檢測永磁同步電機的相反電勢，其中，直流電壓源連接=相 全橋逆變器，為=相全橋逆變器提供電源，且所述直流電壓源的中點接地；所述=相全橋逆 變器由=條支路并聯(lián)而成，各條支路均包含相互串聯(lián)的兩個MOS管，且各MOS管均連接有反 并聯(lián)二極管，所述=相全橋逆變器的=條支路分別連接永磁同步電機的A、B、C=相，而永 磁同步電機的中性點經由高阻值電阻接地，其中，所述高阻值電阻是指電阻值大于IOOMQ 的電阻器件。
[0040] 基于W上所述的檢測裝置，本發(fā)明的一種永磁同步電機功角的檢測裝置的檢測方 法，包括下列步驟：
[0041] 步驟1 :確定永磁同步電機中性點電壓
[0042] 將直流電壓源中點接地，將永磁同步電機中性點通過高阻值電阻接地，檢測得到 高阻值電阻兩端的電壓，將所述高阻值電阻兩端的電壓作為永磁同步電機中性點電壓；
[0043] 步驟2 :確定永磁同步電機A、B、CS相端電壓和相電壓
[0044] 永磁同步電機端電壓的確定，可分=相全橋逆變器導通過程和續(xù)流過程兩種情況 分別考慮，=相全橋逆變器導通過程和續(xù)流過程通過檢測=相全橋逆變器功率管是否全部 關斷來判斷：當S相全