[發明專利]foc驅動的無刷電機帶磁編碼器的電角度與機械角度的校準方法

在審

• 申請號: 202010032757.4
• 申請日: 2020-01-13
• 公開（公告）號: CN111106774A
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: 王峰;李賓;彭需
• 申請（專利權）人: 深圳市星圖智控科技有限公司
• 主分類號: H02P21/18
• 分類號: H02P21/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.foc驅動的無刷電機帶磁編碼器的電角度與機械角度的校準方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、零點電角度對準，系統上電，對電機的a，b，c的三個電極施加電壓，我們可以根據旋轉電壓矢量，找到電角度的零點的扇區位置為I扇區，這個時候對應的a，b，c三相的電壓代碼是100，給定這個電壓就可以使轉子運動到I扇區位置并保持，此時我們可以確定下來的是電角度的零點的位置Eangle1=0°，這個時候我們通過磁編碼器也可以得到一個角度，但是這個角度是機械角度Mangle1；

S2、換向，給a，b，c加電壓（電壓代碼110），這個時候的得到第二個機械角度Mangle2和電角度Eangle2=60°,此時，計算機械角度的增量:deltaMangle=Mangle2-Mangle1；

S3、剔除掉錯誤的數據，可以根據每次的deltaMangle做數據合法性判斷：首先推導出deltaMangle合法性的取值范圍，單磁極對無刷電機的機械角度與電角度的關系，單磁極對的機械角度和電角度是一一對應的，在校準兩者偏差之后，機械角度等于電角度，Efull=Mfull，那么我們可以歸納得出多磁極對的情況，電角度Efull所對應的機械角度為：Efull=Mfull/P，此處的P為磁極對數（這里取P=7），Mfull為360°即一個完整的圓周，所以可以得到下面的關于矢量扇區行程角度travelAngle公式:travelAngle=Mfull/P/S，Mfull為電機旋轉一圈的度數360°，我們選取的是7個磁極對的無刷電機，設每個周期（范圍是0-360°）的電角度為Efull，電機旋轉（范圍0-360°）的機械角度為Mfull，它們的關系如下：Efull=Mfull/7=51.42857°，上式表明的是:一個完整的電周期對應的機械角度是51.42857°，同時可以知道，一個Efull由6個非零矢量扇區組成，通過這兩個條件，就可以計算得到每個矢量扇區對應的機械角度eSectorAngle=51.42857°/6=8.571428°，進而一個矢量扇區移動到相鄰的扇區，需要走過的機械角度travelAngle=8.571428°，（但是由于電機制造過程中的定子的加工誤差，磁鋼的安裝誤差，轉子的加工誤差，等等因素，會導致這個travelAngle存在幾度誤差）因此，我們可以得到這個travelAngle取值范圍（7.5°-10.2°），在這個范圍10.2deltaMangle7.5°之中的，就說明這次的數據是可以進行計算的,否則要丟棄這一次的數據；

S4、計算機械角度與電角度的轉換方法，機械角度Mangle取值范圍為（0°-359°）：表征的物理量是轉子所在機械位置的角度，Eangle為電角度，表示的是三個繞組電壓所形成的空間矢量的位置中的θ，我們需要對這個機械位置角度，進行變換，使機械位置角度變化周期跟隨電周期（六個非零矢量扇區）變化，則有電角度Eangle與機械角度的轉換公式:Eangle=Mangle mod (Mfull/P)，P=7，這個公式可以使機械角度跟隨電角度的周期變化；

S5、計算偏移，由于Eangle可能會與真實電角度有固定的偏差，機械角度（Mangle）與電角度之間（Eangle）的偏移(EangleOffset)的關系：EangleOffset=Mangle*P-60°*k；

S6、求平均值，重復操作步驟S2-步驟S5，我們最多可以得到(P*6-1，P=7)41個EangleOffset，選取一定數目的值進行相加后取平均值，就得到了一個準確的EangleOffset；

S7、相位調整，真實的電角度偏移量為：MachineEangleOffset=180°-EangleOffset。

2.根據權利要求1所述的foc驅動的無刷電機帶磁編碼器的電角度與機械角度的校準方法，其特征在于，所述步驟S1中實際就是a處給高電壓（電源電壓VCC），b處給低電壓（電源的GND），c處給低電壓（電源的GND）。

3.根據權利要求1所述的foc驅動的無刷電機帶磁編碼器的電角度與機械角度的校準方法，其特征在于，所述步驟S2中實際就是a處給高電壓（電源電壓VCC），b處給高電壓（電源的VCC），c處給低電壓（電源的GND）讓轉子運動（60°的電角度）進入到第二個扇區（II扇區）的位置。