[发明专利]一种永磁同步电机转子零位校正系统及方法

说明书

本发明涉及一种永磁同步电机转子零位校正系统及方法，属于电机伺服控制技术领域。本发明首先将电机控制支路中q轴电流设为0，d轴电流控制在1.2倍额定电流值以内，然后通过给定矢量控制中使用的角度从30°逐步减小至0°，以拖动永磁同步电机转子由θ角至理论零位；判断永磁同步电机转子是否达到最终稳定位置，以永磁同步电机转子最终稳定位置时的角度作为转子零位校正角度；最后将得到校正角度补偿到电机控制过程测量到的转子角度作为实际的转子角度，从而实现对转子零位的校正。本发明的校正方法简单易实施，能够很好的解决现有永磁同步电机转子零位校正所存在的操作麻烦、通用性差以及相电流大小不易控制的问题。

技术领域

本发明涉及一种永磁同步电机转子零位校正系统及方法，属于电机伺服控制技术领域。

背景技术

永磁同步电机转子位置传感器被广泛应用于工业现场以实现电机的精密控制。转子零位的准确检测是实现电机矢量控制的必要条件，电机矢量控制一般采用位置(转速)、电流闭环控制，需要准确的知道转子位置。

转子位置传感器一般采用旋转变压器或者编码器，传感器的安装和零位校正非常困难且精确度不高。常用的转子零位校正方法有“反电动势与传感器信号比兑”、“高频信号注入”、“相电流合成磁场定位”等方法。

反电动势与传感器信号比兑法需要永磁同步电机被拖动状态下测试反电动势信号和传感器反馈信号，还需要借助示波器来观察波形。操作起来非常困难。

高频信号注入法对凸极式电机效果明显，但对隐极式电机效果不好。通用性差且算法复杂。

相电流合成磁场定位法是通过给电机任意两相通电生成一个合成磁场来拖动转子至合适位置，相电流大小不容易控制且容易出现永磁同步电机退磁或者烧坏定子线圈。

发明内容

本发明的目的是提供一种永磁同步电机转子零位校正系统及方法，以解决目前永磁同步电机转子零位校正所存在的操作麻烦、通用性差以及相电流大小不易控制的问题。

本发明为解决上述技术问题而提供一种永磁同步电机转子零位校正系统，该校正系统包括电机控制支路、电流反馈支路和角度反馈支路，所述电流反馈支路和角度反馈支路与电机控制支路构成电机的电流环控制模式，所述电机控制支路用于根据给定矢量控制中的永磁同步电机定子侧的q、d轴电流命令控制永磁同步电机，所述给定矢量控制中永磁同步电机定子侧的q轴电流命令为0，d轴电流命令为设定倍数的额定电流值以内，所述角度反馈支路包括转子位置传感器、转子角度规划单元和角度使用选择单元，所述转子位置传感器用于采集永磁同步电机转子角度，转子角度规划单元用于产生对转子角度的规划，并将规划通过角度使用选择单元传输给电机控制支路，用来拖动永磁同步电机转子由θ角至理论零位，并以永磁同步电机转子最终稳定位置时的角度作为转子零位校正角度。

所述永磁同步电机转子最终稳定位置是基于转子位置传感器两相邻时刻采样所得转子角度差值小于某一临界阈值判断的。

所述设定倍数为1.2倍。

所述电机控制支路包括电流比较器、电流环控制器、Park/Clark逆变换器和功率放大器，矢量控制中永磁同步电机定子侧的q轴电流命令为0，d、q轴电流命令通过电流比较器和电流环控制器连接至Park/Clark逆变换器，将旋转坐标系d、q轴电流命令转换为将三相静止坐标系电流，经功率放大器连接至永磁同步电机，实现对永磁同步电机的控制。

所述电流反馈支路包括相电流传感器和Clark/Park变换器，相电流传感器的输入端连接至电机控制支路的输出端与永磁同步电机之间，用于采集永磁同步电机的相电流，相电流传感器通过Clark/Park变换器连接至电流比较器的输入端。

本发明还提供了一种永磁同步电机转子零位校正方法，该校正方法包括以下步骤：