[發明專利]一種永磁電機轉子位置計算方法

有效

• 申請號: 201410456698.8
• 申請日: 2014-09-09
• 公開（公告）號: CN104218865B
• 公開（公告）日: 2017-01-18
• 發明（設計）人: 程明;王亞;王偉
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H02P21/18
• 分類號: H02P21/18
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙)32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種永磁電機轉子位置計算方法，其特征是永磁電機轉子位置計算方法具體實現步驟如下：增量式光電編碼器一圈的脈沖數為M，無其他方式對A、B正交脈沖信號進行倍頻計數，即光電編碼器轉一圈的脈沖計數值為M，對應的機械角度弧度值為2π，控制器位置計數寄存器的最大計數值為N，N大于等于M且小于等于位置計數寄存器允許的最大值，同時N必須為M的整數倍，用x代表位置計數寄存器的值：

1)上電后，使電機轉子位于初始位置，同時，對控制器位置計數寄存器的值清零，當電機轉子開始轉動，在到達第一個Z信號位置之前，即未發生Z信號捕獲，Z信號捕獲標志位Z_flag＝0，轉子位置角度θ計算直接使用位置計數寄存器的值x，即θ＝x*2π/M；

2)發生第一次Z信號捕獲時，對Z信號捕獲標志位Z_flag進行置位，即Z_flag＝1；

3)更新Z信號捕獲次數值，對Z信號捕獲次數進行計數，每發生一次Z信號捕獲，捕獲次數Cap_count加一，即Cap_count++；

其中，Z信號捕獲次數用于對特定捕獲次數位置計數寄存器值的提取，只需對第一次Z信號捕獲時位置計數寄存器的值進行提取，為了防止Cap_count的值溢出，在程序中設置，只在Cap_count的值小于一定值W時，執行語句Cap_count++；W大于1且小于Cap_count的最大值；

4)設置一中間變量Cap，在每次發生Z信號捕獲的時刻，將此時位置計數寄存器的值x存入變量Cap，即Cap＝x；

5)對Z信號捕獲次數Cap_count進行判斷，當Cap_count＝＝1時，即發生第一次Z信號捕獲時，將此時位置計數寄存器的值x賦給變量C₁，所述C₁代表永磁電機轉子初始位置與光電編碼器Z信號位置角度差值所對應的脈沖信號計數值，即通過對第一次Z信號捕獲發生時位置計數寄存器值的提取，來獲得永磁電機轉子初始位置與光電編碼器Z信號位置角度差值，所述C₁的數值為A、B正交脈沖信號的計數脈沖值，C1對應一角度弧度值θ₁，θ₁＝C₁*2π/M，將θ₁作為永磁電機轉子初始位置與光電編碼器Z信號位置角度差值，即后面再捕獲到Z信號的時候，轉子的角度值賦值為θ₁；

6)由于電機一直處于旋轉狀態，位置計數寄存器的值亦在實時變化，用x代表位置計數寄存器的值，發生Z信號捕獲后，則在第n次捕獲Z信號后與第n+1次捕獲Z信號前，其中n>0。

2.根據權利要求1所述的永磁電機轉子位置計算方法，其特征是所述電機轉子角度θ的計算方法為：

當電機正轉時，控制器位置計數寄存器的值x隨著A、B脈沖信號遞增，位置計數寄存器的值x達到最大值N后從最小值0重新開始計數，當位置計數寄存器的值x大于第n次捕獲Z信號時位置計數寄存器的值Cap時，電機轉子角度θ＝(C₁+x-Cap)*2π/M；當位置計數寄存器的值x小于等于第n次捕獲Z信號時位置計數寄存器的值Cap時，θ＝(C₁+x-Cap+N)*2π/M；

當電機反轉時，控制器位置計數寄存器的值x隨著A、B脈沖信號遞減，位置計數寄存器的值x達到最小值0后從最大值N重新開始計數，當位置計數寄存器的值x大于第n次捕獲Z信號時位置計數寄存器的值Cap時，電機轉子角度θ＝(C₁+x-N-Cap)*2π/M；當位置計數寄存器的值x小于等于第n次捕獲Z信號時位置計數寄存器的值Cap時，θ＝(C₁+x-Cap)*2π/M。

3.根據權利要求1所述的電機轉子位置計算方法，所述的控制器位置計數寄存器的最大計數值必須設置為光電編碼器旋轉一圈對應的A、B脈沖計數值的整數倍。