获取电机速度反馈信号的系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电机技术领域，更具体地说，涉及一种获取电机速度反馈信号的系统和方法。
【背景技术】
[0002]随着永磁材料、电力电子技术以及先进控制技术的发展，永磁同步电机由于具有结构简单、重量轻、体积小、损耗小、效率高等优点，而被广泛应用在国防、工农业生产和日常生活等方面。
[0003]当永磁同步电机运转时，霍尔传感器会根据电机转子磁极位置输出高低电平脉冲信号，然后根据该脉冲信号获得电机的速度反馈信号，其中，在一个电角度周期内，每个霍尔传感器每经过一对磁极的转角，都会输出一个脉冲信号，因此，电机的速度反馈信号的输出与霍尔传感器个数具有对应关系。
[0004]也就是说，当霍尔传感器的个数固定时，电机的速度反馈信号的每转脉冲个数也是固定输出的，当需要的每转脉冲个数和电极速度反馈信号的每转脉冲个数不一致时，电机就不能满足实际应用的需要，换言之，也就是不能根据实际需要任意设定每转的脉冲个数，这就限制了永磁同步电机的应用。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明提供了一种获取电机速度反馈信号的系统和方法，以解决现有技术中不能根据实际需要任意设定每转脉冲个数的问题。
[0006]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:
[0007]—种获得电机速度反馈信号的方法，包括:
[0008]计算当前电机转子的电角度；
[0009]对所述电角度和预设每转脉冲个数依次进行数学运算和逻辑运算，并根据运算结果，获得电机的速度反馈信号。
[0010]优选的，所述计算当前电机转子的电角度的过程具体为:
[0011]将两相霍尔信号差的电角度除以两相霍尔信号的时间差，计算出电机转子的角速度；
[0012]根据所述角速度以及估算出的电角度补偿值和上一周期电角度值，计算出所述当前电极转子的电角度。
[0013]优选的，所述对所述电角度和预设每转脉冲个数依次进行数学运算和逻辑运算，并根据运算结果，获得电机的速度反馈信号的过程具体为:
[0014]对所述电角度和预设每转脉冲个数进行取整运算，获得第一运算结果；
[0015]对所述第一运算结果和预设数值进行与运算，获得第二运算结果，所述第二运算结果为0和1交替变化的数值；
[0016]根据所述第二运算结果，获得电机的速度反馈信号。
[0017]优选的，所述对所述电角度和预设每转脉冲个数进行取整运算，获得第一运算结果的过程具体为:
[0018]将所述当前电角度换算为第一数值，将所述预设每转脉冲个数对应换算为第二数值，所述第一数值和第二数值为相同进制的数值；
[0019]对所述第一数值与所述第二数值进行取整运算，获得第一运算结果。
[0020]优选的，所述对所述第一运算结果和预设数值进行与运算，获得第二运算结果的过程具体为:
[0021]将所述第一运算结果转换为二进制数值，并对所述二进制数值和所述预设数值进行与运算，获得第二运算结果，其中，所述预设数值为末尾数为1的数值。
[0022]优选的，所述根据所述第二运算结果，获得电机的速度反馈信号的过程为:
[0023]将所述第二运算结果输出至电机的控制板开关电路，获得电机的速度反馈信号。
[0024]一种获取电机速度反馈信号的系统，包括:
[0025]第一单元，用于计算当前电机转子的电角度；
[0026]第二单元，用于对所述电角度和预设每转脉冲个数依次进行数学运算和逻辑运算，并根据运算结果，获得电机的速度反馈信号。
[0027]优选的，所述第一单元包括:
[0028]第一计算单元，用于根据两相霍尔信号差的电角度除以两相霍尔信号的时间差，计算出电机转子的角速度；
[0029]第二计算单元，用于根据所述角速度以及估算出的电角度补偿值和上一周期电角度值，计算出所述当前电极转子的电角度。
[0030]优选的，所述第二单元包括:
[0031]第三计算单元，用于对所述电角度和预设每转脉冲个数进行取整运算，获得第一运算结果；
[0032]第四计算单元，用于对所述第一运算结果和预设数值进行与运算，获得第二运算结果。
[0033]优选的，所述第四计算单元将所述第二运算结果输出至电机的控制板开关电路，以获得电机的速度反馈信号。
[0034]与现有技术相比，本发明所提供的技术方案具有以下优点:
[0035]本发明提供的获取电机速度反馈信号的系统和方法，通过计算当前电机转子的电角度，对所述电角度和预设的每转脉冲个数进行数学运算和逻辑运算后，根据运算结果获取电机的速度反馈信号，由于本发明提供的系统和方法，并不是直接根据霍尔传感器输出的脉冲信号获得的速度反馈信号，因此，不但解决了现有技术中由于霍尔传感器个数限制不能预设每转的脉冲个数的问题，而且，本发明获取的速度反馈信号不受霍尔传感器信号精准度的制约，准确度更高。
【附图说明】
[0036]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0037]图1为本发明的一个实施例提供的获取电机速度反馈信号的方法流程图；
[0038]图2为本发明的一个实施例提供的进行数学运算和逻辑运算的方法流程图；
[0039]图3为本发明的一个实施例提供的电机的转子旋转一周的电角度波形图；
[0040]图4为本发明的另一个实施例提供的获取电机速度反馈信号的系统结构图。
【具体实施方式】
[0041]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。
[0042]本发明的一个实施例提供了一种获取电机速度反馈信号的方法，其流程图如图1所示，包括:
[0043]S101:计算当前电机转子的电角度；
[0044]根据公式⑴计算出当前电机转子的电角度Θ，公式⑴如下所示:
[0045]Θ = θο+θ^ωΦΛΤ(1),
[0046]其中，Θ。为上一周期的电角度值，为电角度补偿值，ω为电机转子的角速度，Λ Τ为执行一个PWM(脉冲宽度调制，Pulse Width Modulat1n)周期的时间。
[0047]其中，电机转子的角速度ω是由两相霍尔信号差的电角度除以两相霍尔信号的时间差估算得出的。然后通过估算出的转子角速度ω、执行1个PWM周期的时间ΛΤ和估算出的电角度补偿值91和上一周期的电角度值Θ。计算出电机转子的当前电角度，其中，上一周期的电角度Θ。的估算过程与上相同。
[0048]S102:对所述电角度和预设每转脉冲个数进行数学运算和逻辑运算，并根据运算结果获得电机的速度反馈信号。
[0049]对所述电角度和预设每转脉冲个数进行数学运算和逻辑运算的具体过程，如图2所示，为:
[0050]S1021:对所述电角度和预设每转脉冲个数进行取整运算，获得第一运算结果；
[0051]电机运转时的电角度，即电机转子旋转的机械角度乘以电机的磁极对数Ρ。本实施例中，电角度的变化范围为0-360°，以下电角度的运算都默认选择此变化范围。其中，电机转子旋转一周，电角度在0-360°范围内连续变化的锯齿波形，如图3所示，其变化的周期个数取决于电机的磁极对数。
[0052]在进行取整运算之前，为了便于运算，本实施例将电角度Θ对应换算成第一数值Α，其中，Α可以换算成任何范围，例如，将0-360°的A换算成为十进制的0-65536 ;然后将预设每转脉冲个数Μ对应换算成第二数值B，例如，根据公式(2)将预设每转脉冲个数Μ换算成为第二数值Β，即十进制的0-32768，其中，第一数值Α和第二数值B为相同进制的数值，并且，公式(2)如下所示:
[0053](P*360*32768)/(2*M*180)(2)，
[0054]对换算后的第一数值A和第二数值B进行相除取整运算，获得第一运算结果。根据电机的旋转可知，第一运算结果会出现0、1、2、3……等数值，将第一运算结果换算成二进制数值后，二进制数值的末尾位为0和1交替变化的数值。
[0055]S1022:对所述第一运算结果和预设数值进行与运算，获得第二运算结果；
[0056]将第一运算结果转换为二进制数