[發明專利]一種雙饋電機轉子初始位置角的自動檢測方法及裝置

有效

• 申請號: 200810208061.1
• 申請日: 2008-12-25
• 公開（公告）號: CN101459406A
• 公開（公告）日: 2009-06-17
• 發明（設計）人: 任曉峰;魏茹
• 申請（專利權）人: 三一電氣有限責任公司
• 主分類號: H02P21/00
• 分類號: H02P21/00;H02P21/14
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 沈 泳

技術領域

本發明涉及電機控制領域，特別是涉及一種雙饋電機轉子初始位置角的自動檢測方法及裝置。

背景技術

交流異步電機或同步電機，為實現精確的轉矩控制，常常采用交流電機矢量控制技術，為了保證交流電機矢量控制的精度，必須準確定位電機轉子繞組位置角。

參見圖1，為雙饋電機轉子繞組位置角示意圖。

雙饋電機包括定子繞組1a、轉子繞組1b、以及電機軸1c。A、B、C為定子三相，a、b、c為轉子三相。當雙饋電機運行時，定子A、B、C三相的位置是固定不變的，而轉子a、b、c三相的位置跟隨電機運行而變化。

某一時刻轉子繞組位置角即為雙饋電機定子A相軸與轉子a相軸之間的夾角。

所述轉子繞組位置角由兩部分組成，一是轉子的初始位置角，二是轉子轉動的相對角度。

參見圖2A和圖2B，分別為現有技術雙饋電機轉子繞組位置角的測定裝置結構圖和電路圖。

所述裝置包括：雙饋電機2a、連軸器2b、增量式光電編碼器2c。通過連軸器2b將旋轉編碼器2c與雙饋電機2a的轉子同軸連接。

增量式光電編碼器2c輸出A、B、Z三種脈沖信號。當轉軸順時針旋轉時，A脈沖信號超前B脈沖90°；逆時針方向旋轉時，B信號超前A信號90°。同時，旋轉編碼器2c每旋轉一周在確定的某一固定位置輸出一次Z脈沖信號(即零位信號)。

現有常用的方法是，使用計數器計算A脈沖數，當檢測到Z脈沖時，將計數器清零，以單極對電機為例，由式(1)計算轉子繞組位置角：

要準確定位轉子繞組位置角，必須確定電機從定子和轉子軸線重合轉動到Z脈沖信號位置時計數器值。因此，只有準確獲取轉子的初始位置角，才能得到轉子在零位時的計數器值，進一步確定轉子繞組位置角。

參見圖3，為雙饋電機轉子初始相位角示意圖。

所述轉子初始位置角即為轉子a相與零位脈沖位置之間的夾角。

現有技術中測定轉子初始相位角的方法為：以單極對電機為例，將編碼器固定安裝到電機轉子軸上，轉動轉子和與轉子同軸連接的編碼器，記下編碼器發出Z脈沖信號的位置(位置1)。然后，如圖2B所示，在轉子a相和b相間，定子A相和B相間同時加直流電壓，此時，轉子磁場和定子磁場相互作用，轉子自動旋轉到A相軸線和a相軸線重合位置(位置2)。位置1和位置2的夾角，即為定子轉子初始位置夾角。

但是，上述現有技術的缺點在于，需要人工操作、增加額外設備和電源，測定過程很不方便，容易產生差錯。

同時，當替換編碼器時，需要重新確定轉子初始相位角，并修改程序中對應數值。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種雙饋電機轉子初始位置角的自動檢測方法及裝置，能夠實現對轉子初始位置角的自動檢測功能。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種雙饋電機轉子初始位置角的自動檢測方法，所述方法包括：

給定參考電壓角度θ_given，結合給定參考電壓幅值V_ref，生成參考電壓矢量；

所述參考電壓矢量經過SVPWM，轉化為驅動信號，驅動轉子側PWM變換器，生成交流電壓信號，施加在雙饋電機轉子繞組上；

獲取雙饋電機的轉子機械角n×θ_rotor；

獲取定子電壓矢量角θ₁；

用所述定子電壓矢量角θ₁減去所述轉子機械角n×θ_rotor和給定參考電壓角度θ_given，得到轉子初始位置角θ_inital；

其中，n為雙饋電機的極對數；θ_rotor為轉子轉過的機械角度。

優選地，得到轉子初始位置角θ_inital之后進一步包括：

分別給定轉子電壓矢量角θ_S1和獲取轉子電流矢量角θ_S2；

根據轉子電壓矢量角θ_S1和轉子電流矢量角θ_S2，計算得到誤差角θ_err，具體為

根據計算得到的誤差角θ_err，校正計算得到的所述轉子初始位置角θ_inital，得到校正后的轉子初始位置角θ′_inital，具體為

優選地，所述雙饋電機的轉子處于運動狀態或至少轉一圈。