[发明专利]一种永磁同步电机转子初始位置的修正方法

说明书

技术领域

本发明属于电机控制领域，涉及永磁同步电机转子初始位置的修正方法。

背景技术

永磁同步电机由于功耗低、效率高、调速范围宽、坚固耐用、转矩纹波小等优点，在很多应用领域，尤其是高性能应用场合，如机器人和高精度数控机床以及伺服转台中，得到了越来越广泛的应用。

永磁同步电机采用电子换向，所以转子初始位置的偏差直接影响着电机输出力矩的大小，甚至会造成系统反转，影响系统的稳定运行。

在伺服转台等高精度控制的场合一般需要安装光电编码器、旋转变压器等位置传感器来获得电机转子的准确位置。对于绝对式位置传感器，初次安装时需要准确确定转子初始位置，而对于相对式位置传感器，每次上电时都需要确定转子初始位置。

目前常用的方法有预定位法，即在电机定子中加入固定方向的电压或电流矢量，电机转子将在电磁力的作用下旋转到某一固定位置，从而确定出转子初始位置。但采用此种方法电机会产生较大角度的偏转，这在一些应用场合是不允许的，可能会损坏仪器。并且如果电机带负载，或者电机的摩擦转矩较大，该方法将造成较大的估计误差。

另一类是如中国专利：永磁同步电机转子初始位置角的确定方法（授权公告号：CN101594114B）和中国专利：交流伺服系统中电机转子初始位置的检测方法及装置(公开号CN1148168A)提出了一类检测转子初始位置的方法，通过直接控制定子电流矢量的幅值和相位，以产生不同方向的定子磁场，控制转子的转动，使定子电流产生的磁场方向逐步逼近转子磁场方向。这类方法所施加的电流矢量在每个固定的方向上均为正值或均为负值，然后通过转子的逆时针旋转或顺时针旋转方向来判断下一步电流矢量的方向。此类方法存在如下问题：由于摩擦力的存在，尤其是静摩擦力往往要大于滑动摩擦力，这会造成如果所加电流矢量产生的电磁转矩太小，转子无法运动，或转动方向不明显，易受外界扰动的影响；产生的电磁转矩太大，又会使转子运动幅度过大，运动时间过长，这在一些场合是不安全的，另外也会影响下一个电流矢量作用时转子的运动方向，造成判断失误。

发明内容

本发明的技术解决方案是：克服现有技术的不足，提供一种方便、安全、可靠性高的永磁同步电机转子初始位置的修正方法。

本发明的技术解决方案：在电流矢量的每个方向上，施加具有正负幅值的电流值，正负脉冲的比例为1:1。在此正负脉冲作用下，可以降低摩擦的影响；另外，电机转子不会向一个方向做大幅运动，而是在初始位置附近做小幅度的振动，通过振动的幅度来判断转子的初始位置。

本发明的方法包括以下步骤：一种永磁同步电机转子初始位置的修正方法，包括以下步骤：

步骤一、初始化以下变量值：永磁同步电机d轴电流i_{d_Ref}＝0，q轴电流的幅值i_{q_Amp}＝A₀，电流矢量的方向Pos₀(k)＝0，其中k＝0；

步骤二、依次施加Pos₀(k)、Pos_p(k)和Pos_n(k)方向的电流矢量，每个电流矢量包括n₀个正脉冲和n₀个负脉冲，正负脉冲交替施加，每个脉冲的宽度为T₀，计算每个电流矢量对应的位置波动：Vibra₀(k)，Vibra_p(k)，Vibra_n(k)；

步骤三、判断电流矢量的幅值i_{q_Amp}是否小于限定值i_{q_Max}，并且位置波动Vibra₀(k)，Vibra_p(k)和Vibra_n(k)是否均小于某个限定值Vibra_Min，即判断（i_{q_Amp}＜i_{q_Max}）&（Vibra₀(k)＜Vibra_Min）&（Vibra_p(k)＜Vibra_Min）&（Vibra_n(k)＜Vibra_Min）是否为真；如果是，转向步骤七；如果否，转向步骤四；