阅读说明：本技术 一种无位置传感器的油泵永磁同步电机专用控制器 (Special controller for oil pump permanent magnet synchronous motor without position sensor ) 是由 刘廷坤 张华烨 谭建华 周厚明 于 2020-04-30 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种无位置传感器的油泵永磁同步电机专用控制器,涉及控制器领域。该无位置传感器的油泵永磁同步电机专用控制器,包括驱动电路、磁链观测器、速度调节器、电流调节器、电流脉冲发生模块、逻辑控制单元、A/D转换器、永磁同步电机,所述驱动电路与永磁同步电机的输入端连接,所述电流脉冲发生模块的输出端与驱动电路的控制信号输入端连接,所述电流调节器的信号输出端与电流脉冲发生模块的信号输入端连接,所述速度调节器的输出端与逻辑控制单元的输入端连接。通过该无位置传感器的油泵永磁同步电机专用控制器的使用,使得永磁同步电机的结构变得简单、同时调速性能更好好,可以实现一键式设定,使用非常方便。(The invention provides a special controller for a position-sensor-free oil pump permanent magnet synchronous motor, and relates to the field of controllers. The controller special for the oil pump permanent magnet synchronous motor without the position sensor comprises a driving circuit, a flux linkage observer, a speed regulator, a current pulse generation module, a logic control unit, an A/D converter and a permanent magnet synchronous motor, wherein the driving circuit is connected with the input end of the permanent magnet synchronous motor, the output end of the current pulse generation module is connected with the control signal input end of the driving circuit, the signal output end of the current regulator is connected with the signal input end of the current pulse generation module, and the output end of the speed regulator is connected with the input end of the logic control unit. Through the use of the special controller for the oil pump permanent magnet synchronous motor without the position sensor, the structure of the permanent magnet synchronous motor becomes simple, the speed regulation performance is better, one-key setting can be realized, and the use is very convenient.)

一种无位置传感器的油泵永磁同步电机专用控制器

技术领域

本发明涉及控制器技术领域，具体为一种无位置传感器的油泵永磁同步电机专用控制器。

背景技术

电机控制器是通过主动工作来控制电机按照设定的方向、速度、角度、响应时间进行工作的集成电路。电动机控制器可以由人工操作，也可以是遥控或是自动操作，可以只包括启动及停止电动机的功能，也可以包括其他较复杂的功能。电动机控制器可以用配合电动机的型式来分类，例如驱动永磁同步电动机、伺服电动机、串激或分激直流电动机，或是交流电动机。电动机控制器会连接到电源，可能是电池或是市电，也会有一些可以输入或输出(数位或类比)讯号的电路。

目前机床或其他设备的液压系统油泵驱动电机都是笼型三相交流电机，其调速系统为变频器。变频器具有结构复杂，使用环境要求较高，同时成本较大等缺点。如附图1所示，传统永磁同步电机需要在电机上安装位置传感器进行电机位置的检测和速度的反馈，才能启动和控制，使得整个电机的结构变得复杂，同时调速性能一般，调试比较复杂，耗费工作时间较多。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种无位置传感器的油泵永磁同步电机专用控制器，解决了现有电机控制器结构复杂、调速性能一般、调试比较复杂的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种无位置传感器的油泵永磁同步电机专用控制器，包括驱动电路、磁链观测器、速度调节器、电流调节器、电流脉冲发生模块、逻辑控制单元、A/D转换器、永磁同步电机，所述驱动电路与永磁同步电机的输入端连接，所述电流脉冲发生模块的输出端与驱动电路的控制信号输入端连接，所述电流调节器的信号输出端与电流脉冲发生模块的信号输入端连接，所述速度调节器的输出端与逻辑控制单元的输入端连接，所述A/D转换器与电流调节器的信号输入端连接，所述磁链观察器的速度反馈输出端与速度调节器的信号输入端连接，所述磁链观察器的位置信号输出端与逻辑单元输入端连接，所述磁链控制器的输入端永磁同步电机连接，所述A/D转换器的输入端与永磁同步电机连接。

优选的，所述电流脉冲发生模块包括三角波发生器和PWM发生器，所述三角波发生器的输出端与PWM发生器的输入端连接。

优选的，所述逻辑控制单元的输出端与PWM发生器的控制输入端连接，所述电流调节器的输出端与PWM发生器的控制输入端连接。

优选的，所述控制电路的输入端与电源连接。

优选的，所述驱动电路由二极管、功率管、电阻以及两个控制开关连接组成。

优选的，所述速度调节器、电流调节器、逻辑控制单元组成整个控制器的调节系统。

工作原理：首先该控制器与永磁同步电机连接后获得永磁同步电机的具体参数，切换到开环状态，A/D转换器将永磁同步电机的电流信号转化为数字信号传递到电流调节器中，三角波发生器向PWM发生器连续注入高频电流脉冲，电流调节器将调节信号传递到PWM发生器，PWM发生器将高频电流脉冲进行调整，然后传入控制电路内，从而使功率管按照程序设定方式一次导通，使得永磁同步电机低速转动；最后当永磁同步电机转动瞬间，控制器驱使磁链观测器检测永磁同步电机的磁链瞬时值来判断电机转子的位置和速度瞬时值，从而控制器进入闭环控制，然后磁链观测器将速度反馈传入速度调节器，速度调节器将调节信号传入到逻辑控制单元内，磁链观测器将位置反馈直接传入逻辑控制单元，然后逻辑控制单元将处理后的调节信号传入到PWM发生器，PWM发生器对三角波发生器传来的电流脉冲再次进行调节，然后传入到驱动电路中，完成电机启动。

(三)有益效果

本发明提供了一种无位置传感器的油泵永磁同步电机专用控制器。具备以下有益效果：

1、相较于现有装置，该油泵永磁同步电机专用控制器中用磁链观测器来代替了位置传感器，即采用软件算法模型取代位置传感器硬件，简化了控制器硬件结构。

2、相较于现有装置，该装置采用软件算法模型取代位置传感器硬件，通过软件算法使得整个电机控制器的速度调节更加方便稳定和精确，同时简化了调试难度，使得普通操作人员都可以进行调试。

附图说明

图1为传统永磁同步电机控制原理图；

图2为本发明设计的无位置传感同步电机控制器原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：

如图2所示，本发明实施例提供一种无位置传感器的油泵永磁同步电机专用控制器，包括驱动电路、磁链观测器、速度调节器、电流调节器、电流脉冲发生模块、逻辑控制单元、A/D转换器、永磁同步电机，驱动电路与永磁同步电机的输入端连接，控制器通过控制驱动电路来控制油泵永磁同步电机的运行，电流脉冲发生模块的输出端与驱动电路的控制信号输入端连接，电流脉冲发生模块通过发生脉冲来控制驱动电路的工作，电流调节器的信号输出端与电流脉冲发生模块的信号输入端连接，速度调节器的输出端与逻辑控制单元的输入端连接，A/D转换器与电流调节器的信号输入端连接，A/D转换器将永磁同步电机的电流信号转化为数字信号传递到电流调节器中，磁链观察器的速度反馈输出端与速度调节器的信号输入端连接，磁链观察器的位置信号输出端与逻辑单元输入端连接，磁链控制器的输入端永磁同步电机连接，当永磁同步电机转动瞬间，控制器驱使磁链观测器检测永磁同步电机的磁链瞬时值来判断电机转子的位置和速度瞬时值，然后磁链观测器将速度反馈传入速度调节器，速度调节器将调节信号传入到逻辑控制单元内，磁链观测器将位置反馈直接传入逻辑控制单元，A/D转换器的输入端与永磁同步电机连接。

电流脉冲发生模块包括三角波发生器和PWM发生器，三角波发生器的输出端与PWM发生器的输入端连接，三角波发生器向PWM发生器连续注入高频电流脉冲，PWM发生器将高频电流脉冲进行调整，然后传入控制电路内，逻辑控制单元的输出端与PWM发生器的控制输入端连接，电流调节器的输出端与PWM发生器的控制输入端连接，控制电路的输入端与电源连接，驱动电路由二极管、功率管、电阻以及两个控制开关连接组成，速度调节器、电流调节器、逻辑控制单元组成整个控制器的调节系统。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。