基于霍尔位置传感器的永磁同步电机的控制方法
专利汇可以提供基于霍尔位置传感器的永磁同步电机的控制方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 为基于霍尔 位置 传感器 的永磁同步 电机 的控制方法，该方法的步骤是：第一步：校正霍尔 信号 所对的电机 转子 电 角 度，获得霍尔 位置传感器 上升沿下降沿所对应的六个离散电角度θr1、θr2、θr3、θr4、θr5、θr6；第二步：计算转子磁链的转子速度，转子速度ωr为两个相邻霍尔跳边沿之间的平均速度，即转子速度为两个相邻霍尔跳边沿之间的电角度除以时间间隔；第三步：结合 磁场 定向控制技术使用渐变式180度 电流 软切换正弦电流的方式驱动永磁同步电机；第四步：在运行过程中，通过 锁 相机制来调整 定子 磁链的旋转速度ωs和位置，实现永磁同步电机的控制。该方法减小了从180度方波电流驱动切换到正弦电流驱动所产生的 扭矩 波动 ，同时避免了定子磁链方向的突变而减小扭矩的波动。，下面是基于霍尔位置传感器的永磁同步电机的控制方法专利的具体信息内容。
1.基于霍尔位置传感器的永磁同步电机的控制方法，该方法的步骤是：
第一步：校正霍尔信号所对的电机转子电角度，获得霍尔位置传感器上升沿下降沿所对应的六个离散电角度θr1、θr2、θr3、θr4、θr5、θr6；
第二步：计算转子磁链的转子速度，转子速度ωr为两个相邻霍尔跳边沿之间的平均速度，即转子速度为两个相邻霍尔跳边沿之间的电角度除以时间间隔；
第三步：结合磁场定向控制技术使用渐变式180度电流软切换正弦电流的方式驱动永磁同步电机；
第四步：在运行过程中，通过锁相机制来调整定子磁链的旋转速度ωs和位置，实现永磁同步电机的控制。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述180度电流软切换正弦电流的方式驱动永磁同步电机，具体步骤是：
3.1根据霍尔位置传感器的状态，判断目前转子磁链所处的区域，然后设定定子磁链方向超前转子磁链所在区域中点π/2，使转子获得一个转动的电磁力，
3.2当电机转动起来后，霍尔位置传感器的状态就会发生跳变，当检测到霍尔信号的跳变(上升沿或者下降沿)时，此时会获得转子磁链的精确相位(θr1、θr2、θr3、θr4、θr5、θr6)，然后将定子磁链的方向设置为θs，其中θs＝θrp+θsw，其中θrp为在发生霍尔信号跳变时转子磁链的精确相位，p＝1、2、…、6，θsw为定子超前转子的电角度，θsw的计算方式为：
其中ωsw为切换正弦电流驱动时的转速；
3.3然后将定子磁链方向以旋转速度ωs旋转π/3，
然后重复步骤3.2-3.3使电机持续转动，实现180度电流软切换正弦电流的方式驱动永磁同步电机；
3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述锁相机制为动态转子磁链锁相机制，具体步骤是：
4.1建立转子磁链锁相的阈值，这个阈值的范围为 若转子磁链的估
算相位θre小于 则 若θre大于 则，
4.2将估算的转子磁链的相位θre做PD闭环控制：当电机霍尔信号发生跳变时，此时转子磁链的精确相位θrp作为PD控制器的给定，估算的转子磁链相位θre作为反馈，进行计算；
4.3对PD控制器的计算结果PDOUT进行限制，使其小于转子磁链的转子转速ωr的20％，然后将ωr+PDOUT作为定子磁链的旋转速度ωs，转子转速与定子磁链的转速相同，则转子的估算相位为
基于霍尔位置传感器的永磁同步电机的控制方法
技术领域
背景技术
器和旋转变压器，但这些传感器在实际应用中会带来很多问题，比如硬件结构复杂、系统成本增加、接口和电缆增多导致系统可靠性降低、引入电磁干扰等。开关型霍尔位置传感器具有安装简单、体积小、成本低的特点，但其在一个电周期内只能提供六个准确位置信息，无法实现转子位置的精确定位。因此利用六个离散的霍尔位置信号估算得到高精度的转子位
置信息是霍尔传感器永磁电机驱动技术的关键，是实现低成本并且提高系统控制性能及运
行可靠性的根本性解决措施，具有重要的理论研究意义和工程应用价值。现有的工程技术
中使用霍尔位置传感器的永磁同步电机启动时采用180度方波电流的驱动方式，待电机转
速上升到一定程度再切入正弦电流驱动[1]，但是该方法在电机低速启动过程中扭矩不足，并且在切入正弦电流驱动的时候会有较大的扭矩波动(由方波电流变为正弦波电流时候扭
矩会突然增大，产生波动)。在正弦电流驱动永磁同步电机的同时，需要对转子的位置进行实时估算并利用六个离散位置对估算结果进行校正，但是现有技术中的校正是生硬的将准
确的离散位置直接替换估算结果(如果发现估算的位置与真实位置有偏差，用真实的位置
替换估算的结果，如估算的电角度150度，真实的电角度是180度，电角度会由150直接变为
180，产生扭矩波动。)[2]，有时估算结果偏差过大会造成扭矩及电流的波动。
发明内容
动。该控制方法还提供一种动态转子磁链锁相机制，通过补偿转子磁链的平均旋转速度(即转子速度)来校正转子磁链的估算位置，从而避免定子磁链方向的突变减小扭矩的波动。
正弦，从而会获得一个更大的低速启动扭矩，并无缝切换正弦电流驱动，大大降低了扭矩的波动。
来补偿转子磁链的转速，然后用补偿后转子磁链转速来估算转子磁链相位，从而实现对转
子磁链估算相位的校正。用补偿过的转子磁链转速作为定子磁链的转速，因此使用该方法
不会导致定子磁链方向的突变，从而减小电机转矩的波动。
(110)时候，定子磁链与转子磁链的夹角为θsw，定子磁链 以ωs的速度旋转，转子磁链以转子速度ωr旋转。c图所示的是定子旋转到到超前转子磁链 所在区域(110)中点π/2的位
置，停止旋转，并等待定子磁链进出下一区域，d图所示的是电机转速达到切换转速的时候ωr＝ωs，实现定子磁链超前转子磁链π/2，实现渐变式180度电流切换正弦电流的方式驱动永磁同步电机。
具体实施方式
生一定的误差。该转子磁链锁相机制的相关步骤均在霍尔信号发生跳变，获得准确转子磁
链相位θrp的情况下进行计算，具体步骤如下：
在产生尽可能小的扭矩波动的情况下，调整定子磁链，使其超前转子磁链π/2，以获得最大的扭矩输出。
驱动阶段电机运行平稳，无明显的转矩波动。
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