一种永磁同步电机的驱动电路及驱动方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及电机控制技术领域，更具体的说，设及一种永磁同步电机的驱动电路 及驱动方法。
【背景技术】
[0002] 永磁同步电机（PMSM)由于其自身具有重量轻、体积小、结构简单和功率密度高等 一些优点，在日常生活、工农业生产W及国家经济发展中起到了重要的作用。由于永磁材料 性能的不断提高和完善，W及电力电子器件的进一步发展，永磁同步电机的应用越来越广 泛。在一些应用场合中希望能最大限度控制系统的成本，无位置传感器技术省去了常规的 位置传感器，如光电编码盘、旋转变压器等设备，大大降低了系统的成本。传统的无位置传 感器的永磁同步电机的控制方案采用矢量控制，无位置传感器的矢量控制可W实现较好的 永磁同步电机控制，但是存在算法复杂，计算量大，需要较高级的处理器。
【发明内容】
[0003] 有鉴于此，本发明提出了一种永磁同步电机的驱动电路及驱动方法，通过采样永 磁同步电机的其中一相的电压和电流信息来估算出对应相的反电势信息，然后根据所述反 电势信号获得S相的马蹄形调制波，根据马蹄形调制波产生PWM控制信号W控制S相逆变 器中开关管的导通和关断，W实现对所述永磁同步电机的正弦波电流控制。
[0004] 依据本发明的一种永磁同步电机的驱动电路，通过控制=相逆变器中开关管的开 关状态，W控制所述永磁同步电机的工作电流，所述驱动电路包括电流采样电路、滑模估算 电路，速度计算电路、PWM控制电路，
[0005] 所述电流采样电路采样所述永磁同步电机的其中一相的转子电流信息W获得电 流义样f目号；
[0006] 所述滑模估算电路接收所述电流采样信号和表征该相转子电压信息的电压采样 信号，据此估算该相的反电势信息，并输出表征所述反电势信息的第一电压信号；
[0007] 所述速度计算电路接收所述第一电压信号，W据此产生表征所述转子周期信息的 第一角速度信号；
[000引所述PWM控制电路根据所述第一角速度信号产生PWM控制信号，所述PWM控制信 号用W控制=相逆变器中开关管的导通和关断，W控制所述永磁同步电机的工作电流为正 弦波电流。
[0009] 进一步的，所述PWM控制电路包括速度调节电路和S相PWM控制子电路，每一相 PWM控制子电路均包括调制波产生电路、第一乘法电路和开关信号产生电路，
[0010] 所述速度调节电路接收所述第一角速度信号和参考角速度信号，W获得一比例信 号；
[0011] 每一相的调制波产生电路接收所述第一角速度信号，W据此生成第一马蹄形调制 波；
[0012] 每一相的第一乘法电路接收所述第一马蹄形调制波和所述比例信号，W生成第二 马蹄形调制波；
[0013] 每一相的开关信号产生电路接收所述第二马蹄形调制波和一=角波信号，W产生 该相的PWM控制信号。
[0014] 优选的，S相调制波产生电路产生的第一马蹄形调制波相位互差120°。
[0015] 进一步的，所述驱动电路还包括角度调节电路，
[0016] 所述角度调节电路接收所述第一电压信号和对应一相的转子电流信息，并对所述 第一电压信号和所述转子电流信息的角度差进行计算，W获得一角度差值信号，所述角度 差值信号传输至对应一相的调制波产生电路。
[0017] 优选的，采样对应相的转子电压信息W获得所述电压采样信号，所述对应相与采 样转子电流信息的相为相同的一相。
[0018] 优选的，所述第二乘法电路接收一正弦波信号和所述比例信号，经乘法运算后生 成所述电压采样信号，其中，所述正弦波信号与所述第一马蹄形调制波相位相同。
[0019] 依据本发明的一种永磁同步电机的驱动方法，通过控制S相逆变器中开关管的开 关状态，W控制所述永磁同步电机的工作电流，所述驱动方法包括W下步骤：
[0020] 采样所述永磁同步电机的其中一相的转子电流信息W获得电流采样信号；
[0021] 接收所述电流采样信号和表征该相转子电压信息的电压采样信号，据此估算该相 的反电势信息，并产生表征所述反电势信息的第一电压信号；
[0022] 接收所述第一电压信号，W据此产生表征所述转子周期信息的第一角速度信号；
[0023] 根据所述第一角速度信号产生PWM控制信号，所述PWM控制信号用W控制S相逆 变器中开关管的导通和关断，W控制所述永磁同步电机的工作电流为正弦波电流。
[0024] 进一步的，所述PWM控制信号的产生步骤还包括：
[0025] 接收所述第一角速度信号和参考角速度信号，W获得一比例信号；
[00%] 根据所述第一角速度信号生成=相的第一马蹄形调制波，=相的第一马蹄形调制 波相位互差120° ;
[0027] 将每一相的第一马蹄形调制波和所述比例信号相乘，W生成对应相的第二马蹄形 调制波；
[0028] 将每一相的第二马蹄形调制波和=角波信号进行比较运算，W产生对应相的PWM 控制信号。
[0029] 优选的，接收所述第一电压信号和对应一相的转子电流信息，并对所述第一电压 信号和所述转子电流信息的角度差进行计算，W获得一角度差值信号，所述角度差值信号 用W调节所述第一马蹄形调制波的起始时刻，W使每安培定子电流产生的转矩最大。
[0030] 优选的，采样对应相的转子电压信息W获得所述电压采样信号，所述对应相与采 样转子电流信息的相为相同的一相。
[0031] 优选的，接收一正弦波信号和所述比例信号，将两者进行乘法运算W生成所述电 压采样信号，其中，所述正弦波信号与所述第一马蹄形调制波相位相同。
[0032] 依据上述的永磁同步电机的驱动电路及驱动方法，通过接收永磁同步电机的其中 一相的电压和电流信息来估算出对应相的反电势信息，所述反电势信号表征该相的转子位 置信息，然后根据反电势信号可W获得第一角速度信号，之后，利用第一角速度信号可W获 得=相的马蹄形调制波，=相的马蹄形调制波相位相互相差120°，运样利用=相的马蹄形 调制波可W产生=相的PWM控制信号W控制=相逆变器中开关管的导通和关断，W实现对 所述永磁同步电机的正弦波电流控制。本发明还可W根据所述反电势信息和当前电流信息 获得角度差值，利用角度差值调节所述第一马蹄形调制波的起始相位，W实现永磁同步电 机每安培电流最大转矩。本发明的永磁同步电机不需要复杂的坐标变换，算法简单、易于实 现，且只需采样一相的转子电压电流信息即可推出=相的调制波形，电路简单，成本低。
【附图说明】
[0033] 图1所示为依据本发明的永磁同步电机的驱动电路的第一实施例的电路框图；
[0034] 图2所示为依据本发明的永磁同步电机的等效模型电路图；
[0035] 图3所示为A相的反电势和转子位置信息的一种表述方式；
[0036] 图4所示为依据本发明的永磁同步电机的驱动电路的第二实施例的电路框图；
[0037] 图5所示为依据本发明的永磁同步电机的驱动电路的第=实施例的电路框图。
【具体实施方式】
[0038] W下结合附图对本发明的几个优选实施例进行详细描述，但本发明并不仅仅限于 运些实施例。本发明涵盖任何在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法