[发明专利]永磁同步电机零位初始角的标定方法

说明书

本发明涉及电机。一种永磁同步电机零位初始角的标定方法，它包括将被测电机与稳速电机通过固定卡固定在台架上，两个电机同轴安装，通过力矩传感器连接；由稳速电机按规定的正方向拖动被测电机旋转，先将电机零位偏置值设置为0，给被测电机施加弱磁电流，电流幅值约为2/3额定电流；检测出该力矩的大小；调整电机偏置值从零逐步加到最大值，记录这一过程中的所有力矩值，其中力矩值有两个过零点；将电机零位偏置值设置为两个过零点中的一个，给电机施加正的力矩电流，检测力矩值；如果力矩值为正，电机零位初始角即为此偏置值；若力矩值为负，则此偏置值对应转矩角β=180°，电机零位初始角为另外一个偏置值。本发明能准确得到电机零位初始角值。

技术领域

本发明涉及电机，尤其涉及永磁同步电机转子。

背景技术

永磁同步电机转子的位置信息直接影响着电机转矩、速度控制的精度和动态性能，需要安装位置传感器来获得电机转子的准确位置，通常用旋转变压器实现，而旋转变压器的零位角与永磁同步电机零位角通常存在偏差，即电机的零位初始角，永磁同步电机和旋转变压器的制作和安装公差又使得该偏差值不固定，因此需要采用一定的方法对该角度进行测量。

常用的零位检测方法是预定位法，即给电机的绕组通以小于额定电流的直流电流或施加固定方向的电压矢量，电机稳定后获取的转子位置即为零位位置。这种方法在电机带负载或者电机摩擦转矩较大时会有较大的检测误差，此外，该方法为获得定向的准确性，实用化的定向电流施加方法是U相入，V相出，即U相与V相串联，增加了操作的复杂性。

另一种方法是由稳速转台按规定的正方向拖动电动机旋转，测量转子位置信号的过零点与电动机U相绕组反电势波形的过零点，通过调整位置传感器偏置值使两个过零点重合，此时的位置传感器偏置值即为零位位置。这种方法通常采用人工校对，耗时较长且检测设备价格昂贵。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的缺陷，提供一种永磁同步电机零位初始角的标定方法。本发明利用永磁同步电机电流与转矩的关系，得到电机零位初始角的准确值。

为了解决上述技术问题，一种永磁同步电机零位初始角的标定方法，它包括：

将被测电机与稳速电机通过固定卡固定在台架上，两个电机同轴安装，通过力矩传感器连接；

由稳速电机按规定的正方向拖动被测电机旋转，先将电机零位偏置值设置为0，给被测电机施加弱磁电流，电流幅值约为2/3额定电流；此时产生一定的力矩，通过力矩传感器检测出该力矩的大小；

调整电机偏置值从零逐步加到最大值，记录这一过程中的所有力矩值，会得到一条近似正弦的力矩曲线，其中力矩值有两个过零点；

将电机零位偏置值设置为两个过零点中的任意一个，给被测电机施加正的力矩电流，同时检测力矩值；如果力矩值为正，则电机零位初始角即为此偏置值；如果力矩值为负，则此偏置值对应转矩角β=180°，电机零位初始角为另外一个偏置值。

永磁同步电机电磁转矩以dq轴系表示有：

(1)

由图1和图2

(2)

(3)

将上式代入转矩方程，则有

(4)

式中，为电机极对数，括号内第一项是由定子电流与永磁体励磁磁场相互作用产生的电磁转矩，β为转矩角，第二项是由转子凸极效应引起的磁阻转矩。