識別三相永磁同步電機轉子零位電路的制作方法
【專利摘要】一種識別三相永磁同步電機轉子零位電路，包括第一檢測電路和第二檢測電路，第一檢測電路與第二檢測電路并聯于電機的B相和C相繞組端；其中第一檢測電路由第一電阻R1、第二電阻R2和第一光耦T1構成；第二檢測電路由第三電阻R3、第四電阻R4和第二光耦T2構成。本實用新型識別三相永磁同步電機轉子零位電路可以依靠控制器自動識別出電機定轉子相對位置。避免了電機下線測試時復雜的臺架測試工作，也可以直接在電機系統產品上實現電機零位位置的自適應矯正。
【專利說明】
識別H相永磁同步電機轉子零位電路
技術領域
[0001] 本實用新型設及電學領域，尤其設及同步電機，特別是一種識別=相永磁同步電 機轉子零位電路。
【背景技術】
[0002] 目前=相永磁同步電機憑借其高效率，高功率密度等優點越來越被廣泛應用，但 永磁同步電機必須依靠矢量控制才能充分發揮各項性能指標。控制器與永磁同步電機匹配 時必須依靠其軟硬件通過電機位置傳感器識別定轉子的相對位置才能準確控制。但電機的 零部件數量多，且批量生產時電機各零部件加工誤差導致了位置傳感器的初始位置角度 (本文稱為電機零位)的一致性無法滿足電機系統的控制精度要求。
[0003] 為了解決運個問題，目前國內外通用的方法是在完成電機的安裝后對旋變的安裝 角度進行逐個旋轉矯正，但該工序需要在電機的臺架上進行，運樣的調試工序大量增加了 人工成本和降低了生產線的生產效率。此外還需要將位置傳感器設計成可旋轉式固定，增 加了材料成本。 【實用新型內容】
[0004] 本實用新型的目的在于提供一種可自動識別出電機定轉子相對位置的識別=相 永磁同步電機轉子零位電路。
[0005] 為解決上述技術問題，本實用新型識別=相永磁同步電機轉子零位電路，包括第 一檢測電路和第二檢測電路，第一檢測電路與第二檢測電路并聯于電機的B相和C相繞組 端;其中第一檢測電路由第一電阻器Rl、第二電阻器R2和第一光禪Tl構成;第一光禪Tl的發 射極接地，第一電阻器Rl的一端與第一光禪Tl的集電極連接，第一電阻器Rl的另一端與電 源Vcc連接，第一光禪Tl的正極與電機的C相繞組端連接，第二電阻器R2的一端與第一光禪 Tl的負極連接，第二電阻器R2的另一端與電機的B相繞組端連接;低電平輸出端子化設置在 第一電阻器Rl與第一光禪T1集電極的連接處，主控忍片的I /0 口與低電平輸出端子化連接； 第二檢測電路由第S電阻器R3、第四電阻器R4和第二光禪T2構成；第二光禪T2的發射極接 地，第四電阻器R4的一端與第二光禪T2的集電極連接，第四電阻器R4的另一端與電源Vcc連 接，第二光禪T2的正極與電機的B相繞組端連接，第=電阻器R3的一端與第二光禪T2的負極 連接，第=電阻器R3的另一端與電機的C相繞組端連接;高電平輸出端子VH設置在第四電阻 器R4與第二光禪T2集電極的連接處，主控忍片的I/O 口與高電平輸出端子VH連接。
[0006] 本實用新型識別=相永磁同步電機轉子零位電路可W依靠控制器自動識別出電 機定轉子相對位置。避免了電機下線測試時復雜的臺架測試工作，也可W直接在電機系統 產品上實現電機零位位置的自適應矯正。
【附圖說明】
[0007] 圖1為本實用新型識別=相永磁同步電機轉子零位電路原理圖；
[0008] 圖2為本實用新型識別=相永磁同步電機轉子零位電路各點電勢對照分析波形 圖。
【具體實施方式】
[0009] 下面結合附圖對本實用新型識別=相永磁同步電機轉子零位電路作進一步詳細 說明。
[0010] 如圖1所示，本實用新型識別=相永磁同步電機轉子零位電路，包括第一檢測電路 和第二檢測電路，第一檢測電路與第二檢測電路并聯于電機的B相和C相繞組端;其中第一 檢測電路由第一電阻器RU第二電阻器R2和第一光禪Tl構成;第一光禪Tl的發射極接地，第 一電阻器R1的一端與第一光禪T1的集電極連接，第一電阻器Rl的另一端與電源Vc C連接，第 一光禪Tl的正極與電機的C相繞組端連接，第二電阻器R2的一端與第一光禪Tl的負極連接， 第二電阻器R2的另一端與電機的B相繞組端連接;低電平輸出端子化設置在第一電阻器Rl 與第一光禪Tl集電極的連接處，主控忍片的I/O 口與低電平輸出端子化連接;第二檢測電路 由第S電阻器R3、第四電阻器R4和第二光禪T2構成;第二光禪T2的發射極接地，第四電阻器 R4的一端與第二光禪T2的集電極連接，第四電阻器R4的另一端與電源Vcc連接，第二光禪T2 的正極與電機的B相繞組端連接，第=電阻器R3的一端與第二光禪T2的負極連接，第=電阻 器R3的另一端與電機的C相繞組端連接;高電平輸出端子VH設置在第四電阻器R4與第二光 禪T2集電極的連接處，主控忍片的I/O 口與高電平輸出端子VH連接。
[001 U 具體原理為：
[0012] =相同次同步電機勻速運行時，=相繞組內部感應出=相反電勢電壓(如附圖2正 弦波所示）。其中
[0013]
[0014]
[0015]
[0016] 通過計算得出結論：當B、C兩相繞組間的電壓相等時，A相繞組的反電勢為峰值，其 中B相反電勢高于C相向低于C相過度瞬間A相反電勢為負幅值;B相反電勢低于C相向高于C 相過度瞬間A相反電勢為正幅值。當電機A相繞組發出正幅值反電勢時，可W判斷電機旋變 所檢測到的位置應該為0°電角度，當電機A相繞組發出負幅值反電勢時，可W判斷電機旋變 所檢測到的位置應該為180°電角度。在明確了電機定轉子相對位置后，通過讀取不同電機 旋變角度位置，可W計算出電機的零位誤差。
[0017] 圖2中時間tl和t2相差反電勢波形的半個周期，tl為A相反電勢達到正峰值時刻， t2為A相反電勢達到負峰值時刻，隨反電勢變化主控忍片可W采集到如圖2所示的化、VH波 形。
[001引當由0時刻接近11的過程，討目反電勢Ec由高于B相反電勢Eb，向討目反電勢Ec低于B 相反電勢Eb。
[0019] -開始，Ec減去Eb高于光禪內部發光二極管的導通電壓時，第一光禪Tl內部發光二 極管工作，第一光禪Tl處于導通狀態，那么化點工作電壓等于光禪管壓降低至電壓 0.3V)，主控忍片顯示化為低電平狀態。此時第二光禪T2內部發光二極管所受電壓與第一光 禪Tl相反，處于反向電壓偏置狀態，那么第二光禪T2處于截止狀態，VH點的電壓等于VCC，主 控忍片判斷VH為高電平狀態。
[0020] 隨著時間推移，Ec減去Eb的絕對值低于光禪內部發光二極管的導通電壓瞬間，第一 光禪Tl由導通狀態轉變為關閉狀態，第一光禪Tl關閉后，化電壓升至VCC，主控忍片判斷化 有低電平跳變為高電平。第二光禪T2保持截止狀態，主控忍片判斷VH維持高電平。
[0021] 時間再往后推移，Eb減去Ec的高于光禪內部發光二極管的導通電壓瞬間，第一光禪 Tl的發光二極管處于反向偏置，因此第一光禪Tl保持截止狀態，主控忍片判斷化為持續低 電平；第二光禪T2由截止狀態轉變為導通狀態，第二光禪T2導通后，VH電壓降至電壓 0.3V)，主控忍片判斷VH由高電平跳變為低電平。
[0022] 當時間接近t2的過程，C相反電勢Ec由低于B相反電勢Eb,向C相反電勢Ec高于于B相 反電勢Eb。
[0023] 一開始，Eb減去Ec高于光禪內部發光二極管的導通電壓時，第二光禪T2內部發光二 極管工作，第二光禪T2處于導通狀態，那么VH點工作電壓等于光禪管壓降低至電壓 0.3V)，主控忍片顯示VH為低電平狀態。此時第一光禪Tl內部發光二極管，處于反向電壓偏 置狀態，那么第一光禪Tl處于截止狀態，化點的電壓等于VCC，主控忍片判斷化為高電平狀 態。
[0024] 隨著時間推移，Eb減去Ec的絕對值低于光禪內部發光二極管的導通電壓瞬間，第二 光禪T2由導通狀態轉變為關閉狀態，第二光禪T2關閉后，VH電壓升至VCC，主控忍片判斷VH 有低電平跳變為高電平。第一光禪Tl保持截止狀態，主控忍片判斷化維持高電平。
[0025] 時間再往后推移，Ec減去Eb的高于光禪內部發光二極管的導通電壓瞬間，第二光禪 T2的發光二極管處于反向偏置，因此第二光禪T2保持截止狀態，主控忍片判斷VH為持續低 電平；第一光禪1'1由截止狀態轉變為導通狀態，第一光禪1'1導通后，\^1^電壓降至電壓（《 0.3V)，主控忍片判斷化由高電平跳變為低電平。
[0026] 電機勻速旋轉，第一光禪Tl和第二光禪T2的參數相同的條件下，WJl升沿和VH下 降沿之間的時間差等于化下降沿和VH上升沿之間的時間差為(定義為A tl)，那么化跳變上 升沿時刻加上A t/2時刻即可判斷為A相反電勢處于正峰值時刻，V郵兆變上升沿時刻加上A t/2時刻即可判斷為A相反電勢處于負峰值時刻。
[0027] 軟件上將A相繞組處于正（負）峰值的時刻和對應時刻的旋變位置值進行對比即可 計算出電機旋變的零位偏差。
[0028] 理想情況下（忽略光禪發光二極管的導通電壓值），隨著S相繞組反電勢的交替變 化檢測電路輸出端子可W輸出對稱的方波波形，其中電機A相繞組發出反幅值反電勢時，VL 由高電平向低電平跳變，VH由低電平向高電平跳變；電機A相繞組發出正幅值反電勢時，VL 由低電平向高電平跳變，VH由高電平向低電平跳變，主控忍片可根據任意一個信號的電平 變化就可W檢測電機位置傳感器零位誤差。
[0029] 在實際電路中，光禪發光二極管的導通電壓值需要一定數量的電壓降，而電機在 低速運行時反電勢較低，導致VL和VG端子輸出波形的低電平變窄，高電平變寬（如附圖2所 示）。運種情況下，直接采集單個信號來判斷零位必然存在較大誤差。但若化和VG的電平跳 變時間都被采集，那么電機A相繞組出現幅值反電勢的時間僅需補償兩電平跳變時間差一 半（)，同樣可W精確檢測出電機位置傳感器的零位偏差。 么
[0030] W上已對本實用新型創造的較佳實施例進行了具體說明，但本實用新型創造并不 限于所述實施例，熟悉本領域的技術人員在不違背本實用新型創造精神的前提下還可作出 種種的等同的變型或替換，運些等同的變型或替換均包含在本申請權利要求所限定的范圍 內。
【主權項】
1. 一種識別三相永磁同步電機轉子零位電路，包括第一檢測電路和第二檢測電路，第 一檢測電路與第二檢測電路并聯于電機的B相和C相繞組端，其特征在于:第一檢測電路由 第一電阻器R1、第二電阻器R2和第一光親T1構成;第一光親T1的發射極接地，第一電阻器R1 的一端與第一光親T1的集電極連接，第一電阻器R1的另一端與電源Vcc連接，第一光親T1的 正極與電機的C相繞組端連接，第二電阻器R2的一端與第一光耦T1的負極連接，第二電阻器 R2的另一端與電機的B相繞組端連接;低電平輸出端子VL設置在第一電阻器R1與第一光親 T1集電極的連接處，主控芯片的I /0 口與低電平輸出端子VL連接;第二檢測電路由第三電阻 器R3、第四電阻器R4和第二光耦T2構成;第二光耦T2的發射極接地，第四電阻器R4的一端與 第二光耦T2的集電極連接，第四電阻器R4的另一端與電源Vcc連接，第二光耦T2的正極與電 機的B相繞組端連接，第三電阻器R3的一端與第二光耦T2的負極連接，第三電阻器R3的另一 端與電機的C相繞組端連接;高電平輸出端子VH設置在第四電阻器R4與第二光耦T2集電極 的連接處，主控芯片的I /0 口與高電平輸出端子VH連接。
【文檔編號】H02P6/182GK205584055SQ201620352941
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年4月25日
【發明人】曹紅飛, 雷繼偉, 周波, 馬嶺, 竺仁杰
【申請人】華域汽車電動系統有限公司