專利名稱：一種永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子位置補(bǔ)償角的測量方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及控制領(lǐng)域，尤其涉及一種永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子位置補(bǔ)償角的測量方法及 系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著稀土永磁材料、電力電子技術(shù)以及電機(jī)控制理論等的快速發(fā)展，永磁同步電 機(jī)PMSM以其高轉(zhuǎn)矩/慣性比、高功率密度、高效率、牢固性和維修性好等優(yōu)點(diǎn)，在紡織、化 纖、數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人以及航空航天等領(lǐng)域得到日益廣泛的應(yīng)用。永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)采用矢量控制時需要精確的轉(zhuǎn)子位置信號以實(shí)現(xiàn)磁場定 向控制，當(dāng)轉(zhuǎn)子永磁體直軸初始位置錯誤時，將造成定子電流矢量的錯誤定向，進(jìn)而導(dǎo)致電 機(jī)驅(qū)動的轉(zhuǎn)矩下降，甚至電機(jī)錯誤旋轉(zhuǎn)(正的轉(zhuǎn)矩指令產(chǎn)生負(fù)的旋轉(zhuǎn)速度)，永磁同步電機(jī) PMSM控制系統(tǒng)采用矢量控制時需要精確的轉(zhuǎn)子位置信號以實(shí)現(xiàn)磁場定向控制，因此電機(jī)轉(zhuǎn) 子的位置檢測與初始定位是永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)構(gòu)成與運(yùn)行的基本條件。首先介紹一下永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型及矢量控制。假設(shè)電動機(jī)是線性的，參數(shù)不隨溫度等變化，忽略磁滯、渦流損耗、轉(zhuǎn)子無阻尼繞 組，則基于轉(zhuǎn)子磁場定向坐標(biāo)系(d、q軸)中，永磁同步電動機(jī)的 磁鏈方程
權(quán)利要求
1.一種永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子位置補(bǔ)償角的測量方法，包括設(shè)定強(qiáng)制磁場定向角度；令d軸電壓分量指令值< =O ；輸入能使永磁同步電機(jī)進(jìn) 入零速鎖軸狀態(tài)的q軸電壓分量指令值< ；根據(jù)所述強(qiáng)制磁場定向角度，將<和<通過PARK逆變換得到電壓矢量<和< ； 將電壓矢量‘和<通過空間電壓矢量脈寬調(diào)制算法生成電壓源逆變器所需的功率器 件脈寬信號；所述電壓源逆變器驅(qū)動永磁同步電機(jī)旋轉(zhuǎn)到+90°的位置； 獲取此時轉(zhuǎn)子上安裝的絕對值編碼器讀取的角度θ ，并計(jì)算得到補(bǔ)償角為 代=C+ 90o-《r。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將<和<通過PARK逆變換得到電壓矢量‘ 和<是指通過下式得到電壓矢量<和<
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述能使永磁同步電機(jī)進(jìn)入零速鎖軸狀態(tài)的q軸電壓分量指令值<的取值范圍是永磁 同步電機(jī)額定電壓的5%到10%，包括5%和10%。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述絕對值編碼器讀取的反饋角度θ xr為絕對值編碼器的讀數(shù)乘以電機(jī)極對數(shù)得到 的電角度。
5.如權(quán)利要求1到4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述輸入q軸電壓分量指令值 <的步驟包括輸入q軸電壓分量命令值對所述q軸電壓分量命令值進(jìn)行限幅，將其大小限制在額定電壓Ue的5%到10% 之間，包括5%和10%，得到q軸電壓分量限幅值<；對q軸電壓分量限幅值<""進(jìn)行低通濾波，得到q軸電壓分量指令值< ；輸入所述q軸電 壓分量指令值<。
6. 一種永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子位置補(bǔ)償角測量裝置，其特征在于，包括輸入單元，用于輸入能使永磁同步電機(jī)進(jìn)入零速鎖軸狀態(tài)的q軸電壓分量指令值<，及 等于0的d軸電壓分量指令值< ；Park逆變換單元，用于根據(jù)預(yù)先設(shè)定的強(qiáng)制磁場定向角度,對<和<進(jìn)行Park逆 變換得到<和<；空間電壓矢量脈寬調(diào)制算法單元，用于根據(jù)所述電壓矢量‘和<，采用空間電壓矢量 脈寬調(diào)制算法生成功率器件脈寬信號；電壓源逆變器，由電壓為ud。的直流母線供電，用于根據(jù)所述功率器件脈寬信號產(chǎn)生三 相繞組電流ia、ib和i。，驅(qū)動永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)到+90°的位置；測量單元，用于獲取永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)到位置時安裝在轉(zhuǎn)子上的絕對值 編碼器讀取的角度θ ，根據(jù)所述預(yù)先設(shè)定的強(qiáng)制磁場定向角度，計(jì)算得到補(bǔ)償角為
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述Park逆變換單元按照下式對<和<進(jìn) 行Park逆變換得到<和<
8.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述測量單元包括絕對值編碼器，安裝在所述永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子軸端，用于讀取同永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子同 步旋轉(zhuǎn)的角度計(jì)算子單元，用于根據(jù)所述預(yù)先設(shè)定的強(qiáng)制磁場定向角度6frce，計(jì)算出補(bǔ)償角為 代=C+ 90o-《r。
9.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于所述輸入單元輸入的所述能使永磁同步電機(jī)進(jìn)入零速鎖軸狀態(tài)的q軸電壓分量指令 值<的取值范圍，是永磁同步電機(jī)額定電壓的5%到10%，包括5%和10%。
10.如權(quán)利要求6到9中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述輸入單元包括 生成子單元，用于輸入q軸電壓分量命令值，及等于0的d軸電壓分量指令值< ；將<發(fā)送給所述Park逆變換單元；限幅器，用于對所述q軸電壓命令值進(jìn)行限幅，將其大小限制在額定電壓Ue的5 % 到10%之間，包括5%和10%，得到q軸電壓分量限幅值<；低通濾波器，用于對q軸電壓分量限幅值<""進(jìn)行低通濾波，得到q軸電壓分量指令值 <發(fā)送給所述Park逆變換單元。
全文摘要
一種永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子位置補(bǔ)償角的測量方法及裝置；方法包括設(shè)定強(qiáng)制磁場定向角度；令d軸電壓分量指令值；輸入能使永磁同步電機(jī)進(jìn)入零速鎖軸狀態(tài)的q軸電壓分量指令值根據(jù)所述強(qiáng)制磁場定向角度將和通過PARK逆變換得到電壓矢量，通過空間電壓矢量脈寬調(diào)制算法生成電壓源逆變器所需的功率器件脈寬信號；所述電壓源逆變器驅(qū)動永磁同步電機(jī)旋轉(zhuǎn)到的位置；獲取此時轉(zhuǎn)子上安裝的絕對值編碼器讀取的角度θxr，并計(jì)算得到補(bǔ)償角為。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)簡便容易，無需電流傳感器工作，初始定位不存在抖動。
文檔編號H02P21/14GK102097988SQ20101059464
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月17日
發(fā)明者丁偉, 夏燕蘭, 姚宏, 武將, 韓利 申請人:北京和利時電機(jī)技術(shù)有限公司