獲取電機速度反饋信號的系統和方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電機技術領域，更具體地說，涉及一種獲取電機速度反饋信號的系統和方法。
【背景技術】
[0002]隨著永磁材料、電力電子技術以及先進控制技術的發展，永磁同步電機由于具有結構簡單、重量輕、體積小、損耗小、效率高等優點，而被廣泛應用在國防、工農業生產和日常生活等方面。
[0003]當永磁同步電機運轉時，霍爾傳感器會根據電機轉子磁極位置輸出高低電平脈沖信號，然后根據該脈沖信號獲得電機的速度反饋信號，其中，在一個電角度周期內，每個霍爾傳感器每經過一對磁極的轉角，都會輸出一個脈沖信號，因此，電機的速度反饋信號的輸出與霍爾傳感器個數具有對應關系。
[0004]也就是說，當霍爾傳感器的個數固定時，電機的速度反饋信號的每轉脈沖個數也是固定輸出的，當需要的每轉脈沖個數和電極速度反饋信號的每轉脈沖個數不一致時，電機就不能滿足實際應用的需要，換言之，也就是不能根據實際需要任意設定每轉的脈沖個數，這就限制了永磁同步電機的應用。
【發明內容】
[0005]有鑒于此，本發明提供了一種獲取電機速度反饋信號的系統和方法，以解決現有技術中不能根據實際需要任意設定每轉脈沖個數的問題。
[0006]為實現上述目的，本發明提供如下技術方案:
[0007]—種獲得電機速度反饋信號的方法，包括:
[0008]計算當前電機轉子的電角度；
[0009]對所述電角度和預設每轉脈沖個數依次進行數學運算和邏輯運算，并根據運算結果，獲得電機的速度反饋信號。
[0010]優選的，所述計算當前電機轉子的電角度的過程具體為:
[0011]將兩相霍爾信號差的電角度除以兩相霍爾信號的時間差，計算出電機轉子的角速度；
[0012]根據所述角速度以及估算出的電角度補償值和上一周期電角度值，計算出所述當前電極轉子的電角度。
[0013]優選的，所述對所述電角度和預設每轉脈沖個數依次進行數學運算和邏輯運算，并根據運算結果，獲得電機的速度反饋信號的過程具體為:
[0014]對所述電角度和預設每轉脈沖個數進行取整運算，獲得第一運算結果；
[0015]對所述第一運算結果和預設數值進行與運算，獲得第二運算結果，所述第二運算結果為0和1交替變化的數值；
[0016]根據所述第二運算結果，獲得電機的速度反饋信號。
[0017]優選的，所述對所述電角度和預設每轉脈沖個數進行取整運算，獲得第一運算結果的過程具體為:
[0018]將所述當前電角度換算為第一數值，將所述預設每轉脈沖個數對應換算為第二數值，所述第一數值和第二數值為相同進制的數值；
[0019]對所述第一數值與所述第二數值進行取整運算，獲得第一運算結果。
[0020]優選的，所述對所述第一運算結果和預設數值進行與運算，獲得第二運算結果的過程具體為:
[0021]將所述第一運算結果轉換為二進制數值，并對所述二進制數值和所述預設數值進行與運算，獲得第二運算結果，其中，所述預設數值為末尾數為1的數值。
[0022]優選的，所述根據所述第二運算結果，獲得電機的速度反饋信號的過程為:
[0023]將所述第二運算結果輸出至電機的控制板開關電路，獲得電機的速度反饋信號。
[0024]一種獲取電機速度反饋信號的系統，包括:
[0025]第一單元，用于計算當前電機轉子的電角度；
[0026]第二單元，用于對所述電角度和預設每轉脈沖個數依次進行數學運算和邏輯運算，并根據運算結果，獲得電機的速度反饋信號。
[0027]優選的，所述第一單元包括:
[0028]第一計算單元，用于根據兩相霍爾信號差的電角度除以兩相霍爾信號的時間差，計算出電機轉子的角速度；
[0029]第二計算單元，用于根據所述角速度以及估算出的電角度補償值和上一周期電角度值，計算出所述當前電極轉子的電角度。
[0030]優選的，所述第二單元包括:
[0031]第三計算單元，用于對所述電角度和預設每轉脈沖個數進行取整運算，獲得第一運算結果；
[0032]第四計算單元，用于對所述第一運算結果和預設數值進行與運算，獲得第二運算結果。
[0033]優選的，所述第四計算單元將所述第二運算結果輸出至電機的控制板開關電路，以獲得電機的速度反饋信號。
[0034]與現有技術相比，本發明所提供的技術方案具有以下優點:
[0035]本發明提供的獲取電機速度反饋信號的系統和方法，通過計算當前電機轉子的電角度，對所述電角度和預設的每轉脈沖個數進行數學運算和邏輯運算后，根據運算結果獲取電機的速度反饋信號，由于本發明提供的系統和方法，并不是直接根據霍爾傳感器輸出的脈沖信號獲得的速度反饋信號，因此，不但解決了現有技術中由于霍爾傳感器個數限制不能預設每轉的脈沖個數的問題，而且，本發明獲取的速度反饋信號不受霍爾傳感器信號精準度的制約，準確度更高。
【附圖說明】
[0036]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。
[0037]圖1為本發明的一個實施例提供的獲取電機速度反饋信號的方法流程圖；
[0038]圖2為本發明的一個實施例提供的進行數學運算和邏輯運算的方法流程圖；
[0039]圖3為本發明的一個實施例提供的電機的轉子旋轉一周的電角度波形圖；
[0040]圖4為本發明的另一個實施例提供的獲取電機速度反饋信號的系統結構圖。
【具體實施方式】
[0041]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0042]本發明的一個實施例提供了一種獲取電機速度反饋信號的方法，其流程圖如圖1所示，包括:
[0043]S101:計算當前電機轉子的電角度；
[0044]根據公式⑴計算出當前電機轉子的電角度Θ，公式⑴如下所示:
[0045]Θ = θο+θ^ωΦΛΤ(1),
[0046]其中，Θ。為上一周期的電角度值，為電角度補償值，ω為電機轉子的角速度，Λ Τ為執行一個PWM(脈沖寬度調制，Pulse Width Modulat1n)周期的時間。
[0047]其中，電機轉子的角速度ω是由兩相霍爾信號差的電角度除以兩相霍爾信號的時間差估算得出的。然后通過估算出的轉子角速度ω、執行1個PWM周期的時間ΛΤ和估算出的電角度補償值91和上一周期的電角度值Θ。計算出電機轉子的當前電角度，其中，上一周期的電角度Θ。的估算過程與上相同。
[0048]S102:對所述電角度和預設每轉脈沖個數進行數學運算和邏輯運算，并根據運算結果獲得電機的速度反饋信號。
[0049]對所述電角度和預設每轉脈沖個數進行數學運算和邏輯運算的具體過程，如圖2所示，為:
[0050]S1021:對所述電角度和預設每轉脈沖個數進行取整運算，獲得第一運算結果；
[0051]電機運轉時的電角度，即電機轉子旋轉的機械角度乘以電機的磁極對數Ρ。本實施例中，電角度的變化范圍為0-360°，以下電角度的運算都默認選擇此變化范圍。其中，電機轉子旋轉一周，電角度在0-360°范圍內連續變化的鋸齒波形，如圖3所示，其變化的周期個數取決于電機的磁極對數。
[0052]在進行取整運算之前，為了便于運算，本實施例將電角度Θ對應換算成第一數值Α，其中，Α可以換算成任何范圍，例如，將0-360°的A換算成為十進制的0-65536 ;然后將預設每轉脈沖個數Μ對應換算成第二數值B，例如，根據公式(2)將預設每轉脈沖個數Μ換算成為第二數值Β，即十進制的0-32768，其中，第一數值Α和第二數值B為相同進制的數值，并且，公式(2)如下所示:
[0053](P*360*32768)/(2*M*180)(2)，
[0054]對換算后的第一數值A和第二數值B進行相除取整運算，獲得第一運算結果。根據電機的旋轉可知，第一運算結果會出現0、1、2、3……等數值，將第一運算結果換算成二進制數值后，二進制數值的末尾位為0和1交替變化的數值。
[0055]S1022:對所述第一運算結果和預設數值進行與運算，獲得第二運算結果；
[0056]將第一運算結果轉換為二進制數