专利名称：非降压调节电机反向电动势方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明属于电力系统领域，涉及一种非降压调节电机反向电动势的方法及系统。
背景技术：
现有检测电机反向电动势存在两种方案方案1，是采用AD模拟数字转换芯片，去动态监视电机未通电相的反向电动势电 压，由于AD的采样电压范围有限，则反向电压首先必须先分压，这将直接导致损失反向电 动势精度。另一个问题是，AD本身的采样精度有限，导致在反向电动势较小的时候，无法采 集到有效的反向电动势采集点。方案2，采用模拟的比较器，将反向电动势电压分压到控制系统的低压范围内，如 5-18V，然后通过模拟比较器与目标电压值进行比较，而获取电机转子(动子)相对相位。此 种方案同方案1，其在电机低速运转，反向电动势很低的情况下，无法获得良好的比较精度。在直线电机领域，一般电机电压很高，在几百伏，到上千伏，而在低速运转时，反向 电动势本身电压很高，在几百伏，而与目标电压之间差值很小，有可能仅仅几伏，导致在分 压后难以取得较好的比较效果。所以在现有技术下，此类电机很难获得良好的低速控制。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种不分压调节电机反向电动 势的方法及检测系统。为实现上述目的，本发明的非降压调节电机反向电动势的系统，包括中央控制模 块、中性点生成模块、高压限制模块、比较模块和光电隔离模块，中性点生成模块与电机相 连且生成中性点电压信号；高压限制模块用于当反向电动势信号超过极值电压信号时，将 多余能量泄放；比较模块用于将经高压限制模块处理后的反向电动势信号与基准电压信号 比较，得到比较结果信号；光电隔离模块用于将比较结果信号与系统其它部分隔离；中央 控制模块用于接收比较结果信号，并根据比较结果调整电机的给定信号，直到电机的给定 信号与基准电压信号一致。进一步，所述高压限制模块还连接有一滤波电容，用于消除反向电动势由于高压 产生的干扰。进一步，所述中性点生成模块为三个星形连接的电阻，星形连接的三个电阻共同 连接端生成中性点，三个电阻的另一端分别与电机的三相相连。进一步，反向电动势信号为电机的相电压减去中性点电压。进一步，所述中央控制模块和电机之间还连接有多个IGBT，中央模块控制IGBT关 断或开启调整电机的反向电动势。上述反向电动势调节系统调节电机反向电动势的方法，具体为1)采集电机的相 电压以及中性点电压，然后用相电压减去中性点电压得到电机反向电动势信号；2)将该反 向电动势信号与电机的基准电压信号比较，如果反向电动势信号大于或小于基准电压信号，则控制降低或提高反向电动势电压，然后重复上述步骤直到反向电动势与基准电压相等。进一步，步骤1)得到的反向电动势还需要极值电压进行比较，如果反向电动势大 于极值电压时，将多余能量泄放。进一步，经过泄放处理的反向电动势信号再经过滤波处理。本发明的非降压调节电机反向电动势方法及系统，采用非降压的隔离采样电路， 可以在不分压，不损失任何采样精度的前提下，在电机低速运行时感知电机转子(动子)位 置，从而获得良好的低速驱动特性，满足电机低速运行的控制驱动要求。
图1为本发明的非降压调节电机反向电动势的系统框图；图2为本发明的基准电压信号的波形图；图3为本发明的本发明的非降压调节电机反向电动势的系统电路原理图。
具体实施例方式如图1所示，本发明的非降压调节电机反向电动势的系统，包括CPU、中性点生成 模块2、高压限制模块1、滤波模块3、比较模块4和光电隔离模块5，中性点生成模块2与电 机相连且生成中性点电压信号；高压限制模块1用于当反向电动势信号超过极值电压信号 时，将多余能量泄放，限制最大压差，保护系统电路，保证采集的反向电动势信号可以被CPU 识别。比较模块4用于将经高压限制模块1处理后的反向电动势信号与基准电压信号比 较，得到比较结果信号；基准电压信号和极值电压信号均是预先设定好的，其中基准电压信 号的波形如图2所示。光电隔离模块5用于将比较结果信号与系统其它部分隔离，由于系 统采用非降压的浮地接近比较设计，导致检测电路本身具有上千伏的高压，因此控制系统 需要隔离使用；CPU用于接收比较结果信号，并将根据比较结果调整电机的给定信号(即调 整反向电动势大小)，直到电机的给定信号与基准电压信号一致。如图3所示，中性点生成模块2为三个星形连接的电阻，星形连接的三个电阻共同 连接端生成中性点，三个电阻的另一端分别与电机的三相相连。电机的反向电动势为三个 电阻的相电压减去中性点电压。高压限制模块1为四个稳压二极管桥接而成。本发明的非降压调节电机反向电动势方法为首先通过中性点生成模块2采集电 机的相电压以及中性点电压，然后用相电压减去中性点电压得到电机反向电动势信号；将 反向电动势信号与极值电压信号比较，如果反向电动势大于极值电压时，将多余能量泄放 后送入比较模块4，如果反向电动势小于极值电压，将反向电动势信号直接送入比较模块 4，比较模块4将反向电动势信号与基准电压信号比较得到比较结果信号，该比较结果信号 经光电隔离模块5隔离送入CPU，CPU根据得到的结果控制功率器件，如IGBT关断或打开来 降低或提高电机的反向电动势，如果检测到的反向电动势大于基准电压，则降低反向电动 势，如果检测到的反向电动势小于基准电压，则提高反向电动势；然后重复上述步骤直到电 机的反向电动势与基准电压相一致。由于本发明是一种全新的调节电机反电动势的方法，集最新技术与设备于一体， 完全达到了所具备的功能和作用，尤其是解决了电机低速运行时反电动势的测量。这一特点是目前其它方案难以做到的。本发明适用于低速电机的控制，具有推广使用性。
需要指出的是根据本发明的具体实施方式
所作出的任何变形，均不脱离本发明的 精神以及权利要求记载的范围。
权利要求
1.非降压调节电机反向电动势的系统，其特征在于，包括中央控制模块、中性点生成模 块、高压限制模块、比较模块和光电隔离模块，其中，中性点生成模块与电机相连且生成中 性点电压信号；高压限制模块用于当反向电动势信号超过极值电压信号时，将多余能量泄放；比较模块用于将经高压限制模块处理后的反向电动势信号与基准电压信号比较，得到 比较结果信号；光电隔离模块用于将比较结果信号与系统其它部分隔离；以及中央控制模块用于接收 比较结果信号，根据比较结果调整电机的给定信号，直到电机的给定信号与基准电压信号一致。
2.如权利要求1所述的非降压调节电机反向电动势的系统，其特征在于，所述高压限 制模块还连接有一滤波电容，用于消除反向电动势由于高压产生的干扰。
3.如权利要求2所述的非降压调节电机反向电动势的系统，其特征在于，所述中性点 生成模块为三个星形连接的电阻，星形连接的三个电阻共同连接端生成中性点，三个电阻 的另一端分别与电机的三相相连。
4.如权利要求3所述的非降压调节电机反向电动势的系统，其特征在于，反向电动势 信号为电机的相电压减去中性点电压。
5.如权利要求4所述的非降压调节电机反向电动势的系统，其特征在于，所述中央控 制模块和电机之间还连接有多个IGBT，中央模块控制IGBT关断或开启调整电机的反向电 动势。
6.如权利要求1-5任一项所述的调节系统调节电机反向电动势的方法，具体为1)采 集电机的相电压以及中性点电压，然后用相电压减去中性点电压得到电机反向电动势信 号；2)将该反向电动势信号与电机的基准电压信号比较，如果反向电动势信号大于或小于 基准电压信号，则控制降低或提高反向电动势电压，然后重复上述步骤直到反向电动势与 基准电压相等。
7.如权利要求6所述的调节电机反向电动势的方法，其特征在于，步骤1)得到的反向 电动势还需要极值电压进行比较，如果反向电动势大于极值电压时，将多余能量泄放。
8.如权利要求7所述的调节电机反向电动势的方法，其特征在于，经过泄放处理的反 向电动势信号再经过滤波处理。
全文摘要
本发明公开了一种非降压调节电机反向电动势的系统及方法，该系统包括中央控制模块、中性点生成模块、高压限制模块、比较模块和光电隔离模块，采用非降压的隔离采样电路，可以在不分压，不损失任何采样精度的前提下，在电机低速运行时感知电机转子(动子)位置，从而获得良好的低速驱动特性，满足电机低速运行的控制驱动要求。
文档编号H02P23/00GK102055404SQ20101061470
公开日2011年5月11日 申请日期2010年12月30日 优先权日2010年12月30日
发明者张庆生, 高又炘 申请人:万奥普(北京)石油工程技术开发研究院有限公司, 大庆德美特尔泵业制造有限公司