一种检测无刷电机转子位置的方法及装置

摘要

本发明涉及一种检测无刷电机转子位置的方法及装置，其特征在于将旋转变压器与被测无刷电机的转子同轴安装，旋转变压器输出两路包含转子位置信息并正交的高频正余弦信号，通过信号调理或解算等方法获得转子位置信息。与目前应用最为广泛的是采用专用轴角数字转换器(Resolver-to-Digital Converter，简为RDC)等集成芯片加外围配置电路进行解算，此类专用解算芯片对信号较为敏感并无容错功能，因此可靠性难以保障。本发明在RDC解算电路的基础上，外加一个简单的信号调理电路，便可实现具有自监测与容错功能的无刷电机转子位置检测。

主权项

1.一种检测无刷电机转子位置的方法，其特征在于将旋转变压器与被测无刷电机的转子同轴安装，检测无刷电机转子位置的具体步骤如下：步骤1：将旋转变压器副边输出的两路包含转子位置角θ信息并正交的信号进行差分转单端，得到单端正弦信号E_s(t，θ)＝Esin(ωt)sin(θ)和单端余弦信号E_c(t，θ)＝Esin(ωt)cos(θ)；所述的两路包含转子位置角θ信息并正交的信号为：高频正弦差分信号E_s+(t，θ)和E_s-(t，θ)，高频余弦差分信号E_c+(t，θ)和E_c-(t，θ)；其中：E为信号的有效值，ω为正弦激励电路产生的参考信号Refs的角频率；步骤2：将输入到旋转变压器的由正弦激励电路产生的正弦差分信号Refs+和Refs-转变为单端正弦参考信号-Refs＝Esin(ωt)；步骤3：将单端正弦信号E_s(t，θ)与参考信号Refs进行叠加得到信号Refs+E_s(t，θ)，将单端余弦信号E_c(t，θ)与Refs叠加得到信号Refs+E_c(t，θ)；步骤4：将Refs+E_s(t，θ)和Refs+E_c(t，θ)中的高频部分进行滤除，得到包含转子位置信息的模拟低频正弦信号E_s(θ)＝Esin(θ)+E和低频余弦信号E_c(θ)＝Ecos(θ)+E；步骤5：将模拟低频正弦信号E_s(θ)＝Esin(θ)+E和余弦信号E_c(θ)＝Ecos(θ)+E转换成数字正弦信号E_s^*(θ)和数字余弦信号E_c^*(θ)；步骤6：求取数字信号E_s^*(θ)和E_c^*(θ)的平均值U；步骤7：将数字正弦信号E_s^*(θ)减去U，得到正弦信号输入量Y，将数字余弦信号E_c^*(θ)减去U，得到余弦信号输入量X；步骤8：根据正弦信号输入量Y和余弦信号输入量X判断电机转子位置所在象限：当X≥0且Y≥0时，电机转子位置θ落在0～90°范围内；当X＜0且Y≥0时，电机转子位置θ落在90°～180°范围内；当X＜0且Y＜0时，电机转子位置θ落在180°～270°范围内； 当X≥0且Y＜0时，电机转子位置θ落在270°～360°范围内；步骤9：将X、Y映射到第一象限，利用CORDIC算法计算出角度值然后根据上一步骤中θ所在的象限确定电机转子位置θ：当0＜θ≤90°时，电机转子位置当90°＜θ≤180°时，电机转子位置当180°＜θ≤270°时，电机转子位置当270°＜θ≤360°时，电机转子位置