[发明专利]电机转子电角度修正方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及交流永磁电机控制领域，更具体地说，涉及一种交流永磁电机的电机转子电角度修正方法及系统。

背景技术

交流伺服电机已经广泛应用到工业控制领域，通过对电机定子供电，使电机转子获得转矩，从而驱动电机转子转动。在该伺服电机中，电机转子的电角度是影响电机转矩和控制精度的主要原因之一。由于电机转子转矩取决于电机定子与电机转子间的磁场夹角，因此电机转子的初始位置直接影响到电机转子启动时获得的转矩。然而电机转子的初始位置在上电启动时是随机的，如何确定电机转子的初始位置是一个一直困扰业界的问题。

目前确定转子初始位置的主要方法有：

(一)零点信号Z预标定法。在电机安装光电编码器的时候，测定电机零电角度的位置，然后将光电编码器对应安装。

(二)对电机施加一个给定转子角度的直流电压。在该电压产生的磁场作用下，电机转动最后停在某一位置。然后，用该给定角度重新启动就获得了电机的精确转角位置。

(三)绝对位置光电编码器直接获得电机转子的控制电角度。

然而以上三种方法中，第一种方法采用直接安装的方式，安装时对位比较困难，而且安装后存在一定安装误差；第二种方法电机必须在启动后停机一段时间，不能满足开机后直接工作的实际要求；第三种方法虽然获得电机控制电角度的精度较高，但是绝对位置光电编码器价格昂贵。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对上述电机转子初始位置的系统安装困难、无法实时启动或价格昂贵的缺陷，提供一种电机转子电角度修正方法及系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种电机转子电角度修正方法，包括以下步骤：

(a)根据霍尔传感器采集的电机转子的扇区信号估算电机转子的初始控制角；

(b)以所述初始控制角作为实际控制角使电机转子以小于额定转速的速度匀速转动；

(c)在所述电机转子转动到第一位置时根据初始控制角调整实际控制角，并使用调整后的实际控制角驱动电机转子转动；

(d)在所述电机转子再次转动到第一位置时，判断电机转子的转速变化是否大于指定阈值，若电机转子的转速变化大于所述指定阈值则调整初始控制角并执行步骤(b)，否则执行步骤(e)；

(e)将所述调整后的实际控制角存储为零点实际控制角。

在本发明所述的电机转子电角度修正方法中，所述步骤(e)之后还包括电机再次启动后电机转子转动到所述第一位置时以所述存储的实际控制角控制电机转子转动。

在本发明所述的电机转子电角度修正方法中，所述步骤(a)包括：

(a1)根据霍尔传感器采集的电机转子的扇区信号判断转子所在扇区；

(a2)将转子所在扇区的最小值设为第一端值，并将转子所在扇区的最大值设为第二端值；

(a3)将初始控制角设置为所述第一端值和第二端值的中间值。

在本发明所述的电机转子电角度修正方法中，所述步骤(c)中将实际控制角调整为第二端值与初始控制角的中间值；

所述步骤(d)包括：

(d1)在电机转子再次转动到第一位置时，判断电机转子的转速变化是否 大于指定阈值，并在转速变化小于或等于指定阈值时执行步骤(e)；否则执行步骤(d2)；

(d2)在确认电机转子的转速变化大于指定阈值时进一步判断电机转子在本转较上一转的转速是否增加，在转速增加时执行步骤(d3)；否则执行步骤(d4)；

(d3)将所述第一端值调整为初始控制角和实际控制角的中间值，然后执行步骤(d5)；

(d4)将所述第二端值调整为初始控制角和实际控制角的中间值，然后执行步骤(d5)；

(d5)将所述初始控制角调整为第一端值和第二端值的中间值并执行步骤(b)。

在本发明所述的电机转子电角度修正方法中，所述第一位置为光电编码器的零点信号上升沿或下降沿、或电机转子扇区信号的上升沿或下降沿时电机转子所处位置，所述电机转子的转速通过光电编码器的脉冲信号计数值表达。

在本发明所述的电机转子电角度修正方法中，在所述步骤(e)之前还包括校验步骤，在确认本转与上一转的转速之差小于指定阈值时，验证实际控制角是否为正确。

本发明还提供一种电机转子电角度修正系统，包括：

初始控制角估算单元，用于根据霍尔传感器采集的电机转子的扇区信号估算电机转子的初始控制角；

转速维持单元，用于以所述初始控制角作为实际控制角使电机转子以小于额定转速的速度匀速转动；