一种无刷直流电机的转矩方向和幅值的检测方法

摘要

本发明涉及一种无刷直流电机的转矩方向和幅值的检测方法，通过三相电流中的两相电流计算出第三相电流；对三路转子位置信号进行综合计算，得到代表三相相电流分别所在电气区域的数值；将三相电流的瞬时值与代表三个电气区域的数值进行综合计算，得到转矩方向；通过三相相电流计算转矩的绝对值；将计算出的转矩方向与转矩绝对值相乘，最终得出电机的瞬时电磁转矩，计算结果的符号代表转矩方向，绝对值代表转矩幅值。

主权项

1.一种无刷直流电机的转矩方向和幅值的检测方法，其特征在于步骤如下：步骤1、通过三相相电流计算电机电磁转矩绝对值：式中：|Te|为计算的电磁转矩的绝对值；Kt为电机的转矩系数，单位为N·m/A；i_a、i_b、i_c为流过电机3相绕组的相电流，单位为A；步骤2：通过三个霍尔位置传感器检测出的相位互差120°电角度的三路无刷直流电机转子位置信号进行综合计算，得到当前流过三相绕组的电流分别所在的电气区域的数值，$\left\{\begin{array}{c}{e}_a\_\mathrm{symbol}=(\mathrm{Hb}\mathrm{and}\overline{\mathrm{Hc}})-(\overline{\mathrm{Hb}}\mathrm{and}\mathrm{Hc})\\ e_b\_\mathrm{symbol}=(\mathrm{Hc}\mathrm{and}\overline{\mathrm{Ha}})-(\overline{\mathrm{Hc}}\mathrm{and}\mathrm{Ha})\\ e_c\_\mathrm{symbol}=(\mathrm{Ha}\mathrm{and}\overline{\mathrm{Hb}})-(\overline{\mathrm{Ha}}\mathrm{and}\mathrm{Hb})\end{array}\right.$其中：e_x_symbol(x＝a,b,c)为电流电气区域的数值，用-1、0、+1三个数值表示，“-1”表示在此区域内，与x(x＝a,b,c)相反电势对应的x(x＝a,b,c)相电流不为零且此相反电势波形函数为负值；“+1”表示在此区域内，与x(x＝a,b,c)相反电势对应的x(x＝a,b,c)相电流不为零且此相反电势波形函数为正值；“0”表示在此区域内，与x(x＝a,b,c)相反电势对应的x,(x＝a,b,c)相电流为零，而此相反电势波形函数的值为与转子位置有关的大于-1小于+1的数值；Hall信号代表其信号的“逻辑非”计算，“and”为“逻辑与”计算；步骤3、将流过三相绕组的电流与代表三个电气区域的数值进行综合计算：Te_sign＝sign(i_a×e_a_symbol+i_b×e_b_symbol+i_c×e_c_symbol)其中，Te_sign——电磁转矩符号变量，计算结果用-1、+1、0表示，-1代表转矩为负，+1代表转矩为正，0代表转矩为零；sign(x)——符号计算函数，$\mathrm{sign}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}+1,x>0\\ 0,x=0\\ -1,x<0\end{array}\right.;$步骤4：将计算出的电机转矩绝对值|Te|与计算出的转矩符号Te_sign相乘，得出无刷直流电机转矩数值$\mathrm{Te}=\mathrm{sign}(i_a\times e_a\_\mathrm{symbol}+i_b\times e_b\_\mathrm{symbol}+i_c\times e_c\_\mathrm{symbol})\times \frac{1}{2}\mathrm{Kt}\times \left(\right|i_a|+|i_b|+|i_c\left|\right)$上述计算结果的符号为转矩方向，绝对值为转矩幅值。