本發(fā)明涉及電機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域，具體指一種應(yīng)用于高速電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器的無(wú)位置控制電路。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有永磁同步電機(jī)高速控制器，采用有位置傳感器檢測(cè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)，通過(guò)位置傳感器的位置來(lái)檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置，而在某些特定場(chǎng)合，位置傳感器會(huì)出現(xiàn)無(wú)法安裝，高速時(shí)位置檢測(cè)偏差過(guò)大，造成了位置檢測(cè)不準(zhǔn)確，這樣容易造成高速電機(jī)運(yùn)行時(shí)噪音大，振動(dòng)大，轉(zhuǎn)速低的缺陷，甚至某些場(chǎng)合無(wú)法正常使用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的要解決的問(wèn)題是提出一種應(yīng)用于高速電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器的無(wú)位置控制電路，通過(guò)電機(jī)的電流和電壓的檢測(cè)，計(jì)算出轉(zhuǎn)子的實(shí)際位置，從而使電機(jī)磁場(chǎng)的控制方式，這樣可以有效避免電機(jī)無(wú)法檢測(cè)位置或者位置不準(zhǔn)確的問(wèn)題。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種應(yīng)用于高速電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器的無(wú)位置控制電路，包括整流橋、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、電流檢測(cè)模塊、電壓檢測(cè)模塊和微控制器，

所述整流橋連接有交流電源，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊電源輸出至電機(jī)，所述整流橋與電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊之間連接有電流檢測(cè)模塊和電壓檢測(cè)模塊，所述微控制器接收電流檢測(cè)模塊和電壓檢測(cè)模塊的檢測(cè)信號(hào)，并輸出控制信號(hào)至電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊；

所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊包括6個(gè)絕緣柵雙極型晶體管，所述絕緣柵雙極型晶體管q2的集電極與整流橋的輸出端相連接，所述絕緣柵雙極型晶體管q2的發(fā)射極與絕緣柵雙極型晶體管q3的集電極相連接，所述絕緣柵雙極型晶體管q3的發(fā)射極與整流橋的輸入端相連接，所述絕緣柵雙極型晶體管q2的發(fā)射極與電機(jī)電連接；

所述絕緣柵雙極型晶體管q4的集電極與整流橋的輸出端相連接，所述絕緣柵雙極型晶體管q4的發(fā)射極與絕緣柵雙極型晶體管q5的集電極相連接，所述絕緣柵雙極型晶體管q5的發(fā)射極與整流橋的輸入端相連接，所述絕緣柵雙極型晶體管q4的發(fā)射極與電機(jī)電連接；

所述絕緣柵雙極型晶體管q6的集電極與整流橋的輸出端相連接，所述絕緣柵雙極型晶體管q6的發(fā)射極與絕緣柵雙極型晶體管q7的集電極相連接，所述絕緣柵雙極型晶體管q7的發(fā)射極與整流橋的輸入端相連接，所述絕緣柵雙極型晶體管q6的發(fā)射極與電機(jī)電連接；

所述6個(gè)絕緣柵雙極型晶體管的控制極與微控制器信號(hào)連接。

作為優(yōu)選，所述整流橋的輸出端與絕緣柵雙極型晶體管q2、q4、q6的集電極之間依次串聯(lián)有電感l(wèi)、電阻r1和二極管d5，所述電阻r1并聯(lián)有開(kāi)關(guān)k；所述絕緣柵雙極型晶體管q2、絕緣柵雙極型晶體管q4和絕緣柵雙極型晶體管q6的集電極與二極管d5的輸出端相連接。

作為優(yōu)選，所述整流橋的輸入端與絕緣柵雙極型晶體管q3、q5、q7的發(fā)射極之間依次串聯(lián)有電阻r2和電阻r5。

作為優(yōu)選，還包括絕緣柵雙極型晶體管q1和電壓控制單元，所述絕緣柵雙極型晶體管q1的集電極與二極管d5的輸入端相連接；所述絕緣柵雙極型晶體管q1的發(fā)射極連接至電阻r2和電阻r5的連接端；所述絕緣柵雙極型晶體管q1的控制極與電壓控制單元相連接，所述電壓控制單元信號(hào)輸入端與微控制器信號(hào)連接。

作為優(yōu)選，還包括電容c1、電阻r3電阻r4，所述電容c1的一端與二極管d5的輸出端相連接，所述電容c1的另一端連接至電阻r2和電阻r5的連接端，所述電阻r3電阻r4串聯(lián)后與電容c1并聯(lián)，所述電阻r3與電阻r4的連接端信號(hào)連接至微控制器。

作為優(yōu)選，所述電流檢測(cè)模塊包括第一電流檢測(cè)單元和第二電流檢測(cè)單元，所述第一電流檢測(cè)單元、第二電流檢測(cè)單元的電流檢測(cè)端與整流橋的輸入端信號(hào)連接，所述第一電流檢測(cè)單元、第二電流檢測(cè)單元信號(hào)輸出端與微控制器信號(hào)連接。

其中，通過(guò)第一電流檢測(cè)單元和第二電流檢測(cè)單元對(duì)整流橋的輸入端的連接端進(jìn)行分流檢測(cè)，從而檢測(cè)出電機(jī)的反饋電流。

作為優(yōu)選，所述電壓檢測(cè)模塊包括第一電壓檢測(cè)單元和第二電壓檢測(cè)單元，所述電阻r2和電阻r5的連接端與第一電壓檢測(cè)單元、第二電壓檢測(cè)單元的電壓檢測(cè)端信號(hào)連接，所述第一電壓檢測(cè)單元、第二電壓檢測(cè)單元信號(hào)輸出端與微控制器信號(hào)連接。

其中，通過(guò)第一電壓檢測(cè)單元和第二電壓檢測(cè)單元對(duì)電阻r2和電阻r5的連接端進(jìn)行分壓檢測(cè)。

作為優(yōu)選，還包括驅(qū)動(dòng)電路，所述6個(gè)絕緣柵雙極型晶體管的控制極與驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)端相連接，所述驅(qū)動(dòng)電路的信號(hào)端與微控制器相連接。

其中驅(qū)動(dòng)電路為svpwm波形驅(qū)動(dòng)，用于通過(guò)微控制器發(fā)出的控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的運(yùn)行。

作為優(yōu)選，還包括外圍故障輸入單元和pc通訊單元，所述外圍故障輸入單元和pc通訊單元均與微控制器信號(hào)連接。

其中，微控制器通過(guò)接收外圍故障輸入單元輸入的故障信號(hào)，從而發(fā)出控制信號(hào)至驅(qū)動(dòng)電路。

作為優(yōu)選，所述微控制器為mcu控制電路。

本發(fā)明具有以下的特點(diǎn)和有益效果：

采用上述技術(shù)方案，在無(wú)法安裝物理位置傳感器的電機(jī)場(chǎng)合可以正常使用永磁同步電機(jī)，減少物理位置傳感器在高速時(shí)造成的位置誤差；避免了物理傳感器在安裝時(shí)出現(xiàn)的安置偏差，從而使電機(jī)速度更穩(wěn)定，噪音更低，轉(zhuǎn)速更高；采用無(wú)位置控制技術(shù)，減少了物理位置傳感器，降低了電機(jī)的成本，提高系統(tǒng)的可靠性。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明的電路原理圖；

圖中，1-第一電流檢測(cè)單元；2-第二電流檢測(cè)單元；3-電壓控制單元；4-電流采集單元；5-pc通訊單元；6-外圍故障輸入單元；7-微控制器；8-第一電壓檢測(cè)單元；9-第二電壓檢測(cè)單元。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步說(shuō)明。在此需要說(shuō)明的是，對(duì)于這些實(shí)施方式的說(shuō)明用于幫助理解本發(fā)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限定。此外，下面所描述的本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式中所涉及的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。

本發(fā)明提供了一種應(yīng)用于高速電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器的無(wú)位置控制電路，如圖1所示，包括整流橋、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、電流檢測(cè)模塊、電壓檢測(cè)模塊和微控制器7，

其中整流橋由二極管d1、二極管d2、二極管d3和二極管d4組成。

整流橋連接有交流電源，電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊電源輸出至電機(jī)，整流橋與電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊之間連接有電流檢測(cè)模塊和電壓檢測(cè)模塊，微控制器接收電流檢測(cè)模塊和電壓檢測(cè)模塊的檢測(cè)信號(hào)，并輸出控制信號(hào)至電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊；

電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊包括6個(gè)絕緣柵雙極型晶體管，絕緣柵雙極型晶體管q2的集電極與整流橋的輸出端相連接，絕緣柵雙極型晶體管q2的發(fā)射極與絕緣柵雙極型晶體管q3的集電極相連接，絕緣柵雙極型晶體管q3的發(fā)射極與整流橋的輸入端相連接，絕緣柵雙極型晶體管q2的發(fā)射極與電機(jī)電連接；

絕緣柵雙極型晶體管q4的集電極與整流橋的輸出端相連接，絕緣柵雙極型晶體管q4的發(fā)射極與絕緣柵雙極型晶體管q5的集電極相連接，絕緣柵雙極型晶體管q5的發(fā)射極與整流橋的輸入端相連接，絕緣柵雙極型晶體管q4的發(fā)射極與電機(jī)電連接；

絕緣柵雙極型晶體管q6的集電極與整流橋的輸出端相連接，絕緣柵雙極型晶體管q6的發(fā)射極與絕緣柵雙極型晶體管q7的集電極相連接，絕緣柵雙極型晶體管q7的發(fā)射極與整流橋的輸入端相連接，絕緣柵雙極型晶體管q6的發(fā)射極與電機(jī)電連接；

6個(gè)絕緣柵雙極型晶體管的控制極與微控制器7信號(hào)連接。

本發(fā)明中，整流橋的輸出端與絕緣柵雙極型晶體管q2、q4、q6的集電極之間依次串聯(lián)有電感l(wèi)、電阻r1和二極管d5，電阻r1并聯(lián)有開(kāi)關(guān)k；絕緣柵雙極型晶體管q2、絕緣柵雙極型晶體管q4和絕緣柵雙極型晶體管q6的集電極與二極管d5的輸出端相連接。

其中電感l(wèi)用于升壓，電阻r1用于電流檢測(cè)，二極管d5用于單向?qū)ā?/p>

本發(fā)明中，整流橋的輸入端與絕緣柵雙極型晶體管q3、q5、q7的發(fā)射極之間依次串聯(lián)有電阻r2和電阻r5。

其中電阻r2和電阻r5均用于電流檢測(cè)。

本發(fā)明中，還包括絕緣柵雙極型晶體管q1和電壓控制單元，絕緣柵雙極型晶體管q1的集電極與二極管d5的輸入端相連接；絕緣柵雙極型晶體管q1的發(fā)射極連接至電阻r2和電阻r5的連接端；絕緣柵雙極型晶體管q1的控制極與電壓控制單元相連接，電壓控制單元信號(hào)輸入端與微控制器信號(hào)連接。

可以理解的，微控制器7輸出信號(hào)至電壓控制單元3，電壓控制單元3接收到信號(hào)后通過(guò)絕緣柵雙極型晶體管q1的控制極控制電壓。

本發(fā)明中，還包括電容c1、電阻r3電阻r4，電容c1的一端與二極管d5的輸出端相連接，電容c1的另一端連接至電阻r2和電阻r5的連接端，電阻r3電阻r4串聯(lián)后與電容c1并聯(lián)，電阻r3與電阻r4的連接端信號(hào)連接至微控制器，從而對(duì)電阻r3與電阻r4的連接端進(jìn)行電壓采樣。

其中電容為濾波電容，電阻r3電阻r4均為電壓檢測(cè)。

本發(fā)明中，電流檢測(cè)模塊包括第一電流檢測(cè)單元1和第二電流檢測(cè)單元2，第一電流檢測(cè)單元1、第二電流檢測(cè)單元2的電流檢測(cè)端與整流橋的輸入端信號(hào)連接，第一電流檢測(cè)單元1、第二電流檢測(cè)單元信號(hào)2輸出端與微控制器7信號(hào)連接。

進(jìn)一步的，電壓檢測(cè)模塊包括第一電壓檢測(cè)單元8和第二電壓檢測(cè)單元9，電阻r2和電阻r5的連接端與第一電壓檢測(cè)單元8、第二電壓檢測(cè)單元9的電壓檢測(cè)端信號(hào)連接，第一電壓檢測(cè)單元8、第二電壓檢測(cè)單元9信號(hào)輸出端與微控制器7信號(hào)連接。

進(jìn)一步的，還包括驅(qū)動(dòng)電路4，6個(gè)絕緣柵雙極型晶體管的控制極與驅(qū)動(dòng)電路4的驅(qū)動(dòng)端相連接，驅(qū)動(dòng)電路4的信號(hào)端與微控制器7相連接。

可以理解的，通過(guò)第一電流檢測(cè)單元1和第二電流檢測(cè)單元2對(duì)整流橋的輸入端的連接端進(jìn)行分流檢測(cè)；通過(guò)第一電壓檢測(cè)單元8和第二電壓檢測(cè)單元9對(duì)電阻r2和電阻r5的連接端進(jìn)行分壓檢測(cè)。微控制器7根據(jù)反饋電流檢測(cè)和分壓檢測(cè)結(jié)果發(fā)出控制信號(hào)至驅(qū)動(dòng)單元，驅(qū)動(dòng)單元7接收到控制信號(hào)后驅(qū)動(dòng)電機(jī)，對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)整。

進(jìn)一步的，還包括外圍故障輸入單元6和pc通訊單元5，外圍故障輸入單元6和pc通訊單元5均與微控制器7信號(hào)連接。

本發(fā)明中，微控制器7為mcu控制電路。

上述技術(shù)方案工作原理：

s1、通過(guò)電壓檢測(cè)單元的檢測(cè)，檢測(cè)出施加在電機(jī)三相的電壓vu,vv,vw；

s2、通過(guò)電流檢測(cè)單元的檢測(cè)，檢測(cè)出電機(jī)的反饋電流iu,iv,iw；

s3、vu,vv,vw，通過(guò)32位的mcu根據(jù)下面公式計(jì)算出ud,uq；

s4、iu,iv,iw通過(guò)32位的mcu根據(jù)公式下面計(jì)算出id,iq；

s5、步驟s3、s4中計(jì)算所得ud,uq和id,iq和電機(jī)的電阻參數(shù)r，電感參數(shù)ld,lq,以及反電動(dòng)勢(shì)ke根據(jù)下面公式計(jì)算出轉(zhuǎn)速w；

s6、根據(jù)計(jì)算的轉(zhuǎn)速，和角度差δθ，得到下一時(shí)刻的電機(jī)角度；

θn＝θ(n-1)+δθ＝w*t(n)-w*t(n-1)

s7、根據(jù)目前實(shí)際的轉(zhuǎn)速w和指令轉(zhuǎn)速wr的速度差作為偏移量，通過(guò)pid調(diào)解，得到指令vd,vq，然后指令vd,vq根據(jù)步驟3的公式反算出vu,vv,vw的指令。

通過(guò)對(duì)輸入電壓的檢測(cè)，轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的交流電壓施加在電機(jī)上，電機(jī)產(chǎn)生的電流通過(guò)電流互感器檢測(cè)出準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，然后通過(guò)反饋電流，施加電機(jī)電壓以及電機(jī)參數(shù)建立數(shù)學(xué)模型，計(jì)算出實(shí)際的電機(jī)轉(zhuǎn)子位置，最后通過(guò)計(jì)算的轉(zhuǎn)子位置變化得出電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度。

以上結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作了詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明不限于所描述的實(shí)施方式。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明原理和精神的情況下，對(duì)這些實(shí)施方式進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，仍落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。