[发明专利]永磁同步电机的转子角度自动对位置装置及方法

说明书

本发明公开了一种永磁同步电机的转子角度自动对位置装置及方法，将角度检测装置的输出输入到实时电角度到锁相环测速装置中，锁相环测速装置通过双积分锁相环测速模块得到电机实时角速度，以此角速度乘以d轴电压滤波器的输出，然后输入到角度补偿PI模块，得到角度补偿量，调节d轴电压滤波器的输出为0，并将此时的角度补偿量和角速度存入角度补偿寄存器。在不同速度段补偿结束之后，将角度补偿寄存器中的角度补偿量和角速度进行拟合，得到角度补偿量与角速度的一次函数，最后将此函数写入角度补偿器中。本发明具有如下有益效果：本发明实现了永磁同步电机转子角度的自动对位置，同时提升了电机转子角位置的读取精度。

技术领域

本发明涉及永磁同步电机技术领域，尤其是涉及一种能够实现自动对位置，提高电机转子角度位置读取精度的用于永磁同步电机的转子角度自动对位置装置及自动对位置方法。

背景技术

随着国民经济和科学技术的发展，电机在各行各业中发挥的作用越来越重要。永磁同步电机得益于其设计、制造、控制的方面的诸多优点，广泛应用于各种工业生产生活的场合。加之我国的稀土资源丰富，永磁同步电机的应用市场在我国尤其大。永磁同步电机可由交直轴电感的异同被分为表贴式和内置式，由于内置式永磁同步电机(IPMSM)可在弱磁条件下具有较宽的调速区间，应用较为广泛。

在永磁同步电机的控制中，控制回路所需要的采样参数包括三相电流和电机转子的实际位置。后者一般是通过与电机转子同轴的旋转变压器将位置量转换为两路互补的正余弦电压；控制器上安装的解码芯片将此两路互补电压转换为角度量，以串行或并行的方式发送到主控芯片中，以此用于永磁同步电机的空间矢量控制。

通过旋转变压器所输出角度来表征电机转子的实际位置这种方法在业内已经非常成熟。而这项技术表现良好的前提是上文提到的“同轴”，“同轴”意味着旋转变压器自身和转子之间不存在角度差。而实现“同轴”在装配工艺上并非易事，因为造成偏角的原因有很多，一项不满足便会导致出现偏角。

在现有的方案中，解决偏角的方式为上位机观测偏角补偿，又称为人工对位置方法。此方法适用对象为旋转变压器装配偏角控制在正负0.5度的动力总成。此方法中，先对装配完成的电机通直流电，通过上位机读取相应的偏角，再在程序中对此偏角进行补偿。人工对位置方法的缺陷有二：一是需要单独的工序进行对位置，且要求工人有较好的熟练度才能将偏角控制在0.5度之内；二是精度交底，因为其偏角是依靠人工读取，难免有较大的误差。

发明内容

本发明为了克服现有技术中存在的上述不足，提供了一种能够实现自动对位置，提高电机转子角度位置读取精度的用于永磁同步电机的转子角度自动对位置装置及自动对位置方法。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种永磁同步电机的转子角度自动对位置装置，包括MCU、角度检测装置、锁相环测速装置、电机矢量闭环控制装置、d轴电压滤波器、角度补偿PI模块、角度补偿寄存器和角度补偿器；所述角度检测装置包括旋转变压器、解码电路和单位转换器；所述MCU分别与旋转变压器、解码电路、单位转换器、锁相环测速装置、电机矢量闭环控制装置、d轴电压滤波器、角度补偿PI模块、角度补偿寄存器和角度补偿器连接，解码电路分别与旋转变压器、单位转换器、锁相环测速装置和角度补偿PI模块连接，旋转变压器与电机矢量闭环控制装置连接，d轴电压滤波器分别与电机矢量闭环控制装置、角度补偿PI模块和角度补偿寄存器连接。

本发明将角度检测装置的输出输入到实时电角度到锁相环测速装置中，锁相环测速装置通过双积分锁相环测速模块得到电机实时角速度，以此角速度乘以d轴电压滤波器的输出，然后输入到角度补偿PI模块，得到角度补偿量，调节d轴电压滤波器的输出为0，并将此时的角度补偿量和角速度存入角度补偿寄存器。在不同速度段补偿结束之后，将角度补偿寄存器中的角度补偿量和角速度进行拟合，得到角度补偿量与角速度的一次函数，最后将此函数写入角度补偿器中。