[发明专利]一种永磁同步电机初始位置辨识方法及装置

说明书

本发明公开了一种永磁同步电机转子初始位置辨识方法及装置，本发明首先I/f开环运行把永磁同步电机转子拖到零点，然后向电机注入100、010、001三个电压矢量，并通过AD采样UVW三相电流，根据三相电流计算出转子当前位置，若当前位置在零点附近，则辨识成功，电机进入正常运行状态，注入电压矢量的目的是为了进一步确认转子位置是否在零点。因此本发明能准确辨识出转子初始位置，保证永磁同步电机顺利启动、正常运行，避免了启动时失控飞车、运行时过流、过载等问题，提高了交流伺服驱动系统的可靠性。

技术领域

本发明涉及伺服驱动控制技术领域，更具体地说，涉及一种永磁同步电机初始位置辨识方法及装置。

背景技术

永磁同步电机具有体积小，功率密度大，可靠性高的优点，在现今交流伺服控制系统中所占比重较高。针对永磁同步电机的伺服系统多为闭环控制系统，需要安装位置传感器以获取转子实时的位置信息与转速信息，但在一些实际应用场合，受环境影响无法安装位置传感器。因此有些时候位置传感器安装在电机外面，如机器主轴上，但由于具有一定机械传动比，电机转子角度和位置传感器的输出不是一一对应关系。永磁同步电机进行闭环矢量控制首先要确定电机转子的初始位置，转子初始位置判断的准确性关系到电机是否能正常运行，若转子初始位置检测错误，电机会失控飞车，危及操作人员人身安全，即使是转子初始位置有一定的误差，也会降低电机输出转矩，影响电机运行效率，电机发热严重，驱动器会过流或过载报警。因此准确辨识出电机初始位置，是伺服驱动系统稳定运行的关键。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的永磁同步电机中若转子初始位置检测错误，电机会失控飞车，危及操作人员人身安全，即使是转子初始位置有一定的误差，会降低电机输出转矩，影响电机运行效率，电机发热严重，驱动器会过流或过载报警的技术缺陷，提供一种永磁同步电机初始位置辨识方法及装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种永磁同步电机转子初始位置辨识方法，该辨识方法包括以下步骤：

S1：电机I/f运行，将永磁同步电机转子拖到磁极零点处；

S2：向永磁同步电机分别通入100、010、001三个电压矢量，并对应地通过AD依次采样得到三相电流I_U、I_V、I_W；其中，I_U为电机U相电流，I_V为电机V相电流，I_W为电机W相电流，100电压矢量指IGBT的U相上桥开，V相和W相下桥开，010电压矢量指IGBT的V相上桥开，U相和W相下桥开，001电压矢量指IGBT的W相上桥开，U相和V相下桥开；

S3：根据三相电流I_U、I_V、I_W计算出电机转子初始角度θ₀，计算公式如下：

S4：若转子初始角度θ₀满足|θ₀|≤θ_th，则辨识成功，转至步骤S5，若不满足，则返回步骤S2重新辨识，若辨识失败次数达到预设次数则判定辨识失败，流程结束；其中，θ_th转子初始位置θ₀的误差范围，θ_th为预设值；

S5：电机转子初始角度θ₀清零，并开始正常读取编码器数据，永磁同步电机进入正常运行状态。

优选地，在本发明的永磁同步电机转子初始位置辨识方法中，在步骤S1之前还包括：

S0、上电，伺服驱动器检测工作电压、编码器接线是否正常；若正常则开始执行后续步骤，否则发出异常工作警报。