利用旋轉(zhuǎn)變壓器輸出位置確定永磁電機控制位置的方法技術

本發(fā)明專利技術提供了一種利用旋轉(zhuǎn)變壓器輸出位置確定永磁電機控制位置的方法，通過對旋轉(zhuǎn)變壓器解碼后的位置輸出進行分區(qū)、電機預定位和控制位置計算等處理過程，得到了控制電機所需的控制位置，解決了永磁電機極對數(shù)與旋轉(zhuǎn)變壓器極對數(shù)不匹配造成的控制位置獲取困難的問題。利用本發(fā)明專利技術方法可以實現(xiàn)對極對數(shù)不匹配的，且永磁電機極對數(shù)大于旋轉(zhuǎn)變壓器極對數(shù)的永磁電機進行準確的三相六狀態(tài)方波控制或矢量控制，突破了旋轉(zhuǎn)變壓器選型時的局限。

Method for determining control position of permanent magnet motor by utilizing output position of rotating transformer

The present invention provides a method for determining the position control of permanent magnet motor with rotating transformer output position, through the partition, the location of the output rotary transformer after decoding motor pre positioning and control position calculation process, the control to the motor control position, solve the permanent magnet motor poles and rotary transformer the pole number does not match the control position caused by the difficulty of acquisition. By using the method of the invention can realize not to match pole pairs, and permanent magnetic pole pairs is greater than the motor rotating transformer pole three-phase six state party accurate wave control and vector control, broke through the limitations of rotary transformer selection.

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
利用旋轉(zhuǎn)變壓器輸出位置確定永磁電機控制位置的方法
本專利技術屬于電機控制
，尤其涉及一種利用旋轉(zhuǎn)變壓器輸出位置確定永磁電機控制位置的方法。
技術介紹
旋轉(zhuǎn)變壓器是一種穩(wěn)定而且高效的電磁式傳感器，能夠測量旋轉(zhuǎn)物體的轉(zhuǎn)軸角位移和角速度。它由定子和轉(zhuǎn)子組成，其中定子繞組作為變壓器的原邊，接受勵磁電壓；而轉(zhuǎn)子繞組作為變壓器的副邊，通過電磁耦合得到感應電壓，對感應電壓解碼后就可以獲取轉(zhuǎn)速與位置信息。旋轉(zhuǎn)變壓器具有結構簡單、堅固耐用、維護方便、非接觸式結構、定子和轉(zhuǎn)子分開安裝、抗干擾能力強、輸出絕對位置和高速性能好的優(yōu)點，已經(jīng)廣泛應用于永磁電機三相六狀態(tài)方波控制和高性能矢量控制等需要檢測轉(zhuǎn)子位置的控制過程中。按照極對數(shù)的多少，旋轉(zhuǎn)變壓器可以分為單對極和多對極兩種。旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子安裝在電機軸上，與電機轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)，從功能上看：當電機轉(zhuǎn)子(旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子)轉(zhuǎn)到不同的空間位置時，經(jīng)過解碼處理后，旋轉(zhuǎn)變壓器會輸出一個對應的位置值，這是實現(xiàn)永磁電機控制的基礎。工程上，經(jīng)常使用多對極旋轉(zhuǎn)變壓器提高電機轉(zhuǎn)子位置測量的精度，但是一般要求被測電機的極對數(shù)p是旋轉(zhuǎn)變壓器極對數(shù)m的整數(shù)倍，即x＝p/m，x＝1,2,3,4……。當x是整數(shù)時，電機控制所需要的位置與旋轉(zhuǎn)變壓器輸出關系明確，即控制電機所需要的位置與旋轉(zhuǎn)變壓器解碼后的位置輸出值是一一對應的；但是當x不是整數(shù)時，每一個旋轉(zhuǎn)變壓器解碼后的位置輸出值會對應多個不同的電機轉(zhuǎn)子位置，無法直接根據(jù)解碼后的位置值控制電機，這種情況被稱為電機極對數(shù)與旋轉(zhuǎn)變壓器極對數(shù)不匹配。目前，很多工程師認為當x不是整數(shù)時，利用旋轉(zhuǎn)變壓器檢測電機轉(zhuǎn)子位置實現(xiàn)電機的準確控制是不可能的，旋轉(zhuǎn)變壓器選型因此受到了限制。事實上，當永磁電機極對數(shù)不是旋轉(zhuǎn)變壓器極對數(shù)整數(shù)倍，但當x大于1時，可以通過對旋轉(zhuǎn)變壓器解碼后的位置輸出值進行處理以得到控制電機所需的控制位置。但是，永磁電機三相六狀態(tài)方波控制利用絕對位置值實現(xiàn)換相，而矢量控制利用相對位置進行坐標變化實現(xiàn)電壓矢量的選取。所以，當x不是整數(shù)時，針對不同的控制方式，選擇合理的處理方法確定電機的控制位置是十分必要的。
技術實現(xiàn)思路
由于永磁電機極對數(shù)與旋轉(zhuǎn)變壓器極對數(shù)不匹配會造成永磁電機控制位置獲取困難且沒有合理的解決辦法，針對這一問題，本專利技術提出一種利用旋轉(zhuǎn)變壓器輸出位置確定永磁電機控制位置的方法，分別可以獲得電機三相六狀態(tài)方波控制和矢量控制需要的控制位置。一種利用旋轉(zhuǎn)變壓器輸出位置確定永磁電機控制位置的方法，其特征在于步驟如下：步驟1：確定旋轉(zhuǎn)變壓器輸出位置分區(qū)：通過控制器按A+B-、A+C-、B+C-、B+A-、C+A-、C+B-的導通順序依次發(fā)送6p個兩相定位信號，并順序記錄旋轉(zhuǎn)變壓器解碼后得到的6p個輸出位置值，分別以6p個輸出位置值中最小的m個輸出位置值Pi為起點進行位置分區(qū)，其中分區(qū)i由Pi及其后相鄰的個輸出位置值構成；其中，p為電機極對數(shù)，A+B-表示直流母線電壓正極接A相繞組、負極接B相繞組，A+C-表示直流母線電壓正極接A相繞組、負極接C相繞組，B+C-表示直流母線電壓正極接B相繞組、負極接C相繞組，B+A-表示直流母線電壓正極接B相繞組、負極接A相繞組，C+A-表示直流母線電壓正極接C相繞組、負極接A相繞組，C+B-表示直流母線電壓正極接C相繞組、負極接B相繞組，i＝1,2,…,m，m為旋轉(zhuǎn)變壓器極對數(shù)；步驟2：電機運行前進行預定位：電機運行前，通過控制器發(fā)送A+B-的兩相定位信號，記錄旋轉(zhuǎn)變壓器解碼后得到的輸出位置值Ppre，Ppre與步驟1中發(fā)送A+B-定位信號時記錄的旋轉(zhuǎn)變壓器解碼后得到的p個輸出位置值之中的一個相等，其所在位置分區(qū)也相同，若其位置分區(qū)為y，則對于三相六狀態(tài)方波控制，令方波控制位置分區(qū)計數(shù)初始值fc0＝y(tǒng)，完成預定位；對于矢量控制，在位置分區(qū)y內(nèi)找到發(fā)送A+C-定位信號時記錄的旋轉(zhuǎn)變壓器解碼后得到的輸出位置值P*，根據(jù)計算出a相軸線方向的位置值Pa，即矢量控制所需的零位，并令矢量控制區(qū)域計數(shù)初始值為vc0＝0，完成預定位；步驟3：確定電機控制位置：電機運行時，實時檢測旋轉(zhuǎn)變壓器輸出位置值Pmt，對于三相六狀態(tài)方波控制，如果當前時刻與前一時刻輸出位置值的差Perr滿足|Perr|≤0.8*Pmax，則方波控制位置分區(qū)計數(shù)值fc等于前一時刻區(qū)域計數(shù)值，分區(qū)fc中輸出位置值等于Pmt對應的換相位置即為電機方波控制所需的控制位置；如果當前時刻與前一時刻輸出位置值的差Perr滿足|Perr|>0.8*Pmax，則令方波控制位置分區(qū)計數(shù)值fc加1，記為z，則分區(qū)z中輸出位置值等于Pmt對應的換相位置即為電機方波控制所需的控制位置；當方波控制位置分區(qū)計數(shù)值fc>m時，令fc為1；對于矢量控制，如果當前時刻與前一時刻輸出位置值的差Perr滿足|Perr|≤0.8*Pmax，則矢量控制區(qū)域計數(shù)值vc等于前一時刻區(qū)域計數(shù)值，此時如果vc＝0且Pmt<Pa，則電機矢量控制所需的控制位置由計算得到，否則，電機矢量控制所需的控制位置由計算得到；如果當前時刻與前一時刻輸出位置值的差Perr滿足|Perr|>0.8*Pmax，則令矢量控制位置分區(qū)計數(shù)值vc加1，此時如果vc＝0且Pmt<Pa，則電機矢量控制所需的控制位置由計算得到，否則，電機矢量控制所需的控制位置由計算得到；當矢量控制位置分區(qū)計數(shù)值vc＝m時，令vc為0；其中，y∈[1,m]，z∈[1,m+1]，Pmax是旋轉(zhuǎn)變壓器輸出位置值的最大值。本專利技術的有益效果是：通過對旋轉(zhuǎn)變壓器解碼后的位置輸出進行分區(qū)、電機預定位和控制位置計算等處理過程，得到了控制電機所需的控制位置，解決了永磁電機極對數(shù)與旋轉(zhuǎn)變壓器極對數(shù)不匹配造成的控制位置獲取困難的問題。利用本專利技術方法可以實現(xiàn)對極對數(shù)不匹配的，且永磁電機極對數(shù)大于旋轉(zhuǎn)變壓器極對數(shù)的永磁電機進行準確的三相六狀態(tài)方波控制或矢量控制，突破了旋轉(zhuǎn)變壓器選型時的局限。附圖說明圖1是本專利技術的利用旋轉(zhuǎn)變壓器輸出位置確定永磁電機控制位置的方法流程圖具體實施方式下面結合附圖和實施例對本專利技術進一步說明，本專利技術包括但不僅限于下述實施例。永磁電機系統(tǒng)中使用旋轉(zhuǎn)變壓器的目的是實時檢測電機的轉(zhuǎn)子位置，為三相六狀態(tài)方波控制和矢量控制等提供控制位置，以實現(xiàn)對永磁電機地準確控制。工程中，一般要求選用的旋轉(zhuǎn)變壓器極對數(shù)m與永磁電機極對數(shù)p匹配，p是m的整數(shù)倍，即x＝p/m，x＝1,2,3,4……，換句話說，如果永磁電機極對數(shù)p是1，那么旋轉(zhuǎn)變壓器極對數(shù)m只能是1。旋轉(zhuǎn)變壓器的角度測量精度與極對數(shù)直接相關，極對數(shù)越多，精度越高，為滿足控制需求，有時候需要選擇極對數(shù)更多的旋轉(zhuǎn)變壓器，然而，目前還缺乏合適的位置處理方法來滿足x不是整數(shù)時的需求，導致很多工程師產(chǎn)生了一種錯誤想法：當x不是整數(shù)時，旋轉(zhuǎn)變壓器檢測到的位置無法用于電機控制過程中。事實上，只要對旋轉(zhuǎn)變壓器檢測到的位置進行一定的處理就可以獲得電機控制所需要的準確控制位置，本專利技術提出了一種利用旋轉(zhuǎn)變壓器輸出位置確定永磁電機控制位置的方法，如圖1所示。本實施例所采用的永磁電機和旋轉(zhuǎn)變壓器極對數(shù)分別為p＝3和m＝2，旋轉(zhuǎn)變壓器位置解碼后是0～Pmax＝65535之間的值，具體方法如下：第一步：旋轉(zhuǎn)變壓器輸出位置分本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種利用旋轉(zhuǎn)變壓器輸出位置確定永磁電機控制位置的方法，其特征在于步驟如下：步驟1：確定旋轉(zhuǎn)變壓器輸出位置分區(qū)：通過控制器按A

【技術特征摘要】
1.一種利用旋轉(zhuǎn)變壓器輸出位置確定永磁電機控制位置的方法，其特征在于步驟如下：步驟1：確定旋轉(zhuǎn)變壓器輸出位置分區(qū)：通過控制器按A+B-、A+C-、B+C-、B+A-、C+A-、C+B-的導通順序依次發(fā)送6p個兩相定位信號，并順序記錄旋轉(zhuǎn)變壓器解碼后得到的6p個輸出位置值，分別以6p個輸出位置值中最小的m個輸出位置值Pi為起點進行位置分區(qū)，其中分區(qū)i由Pi及其后相鄰的個輸出位置值構成；其中，p為電機極對數(shù)，A+B-表示直流母線電壓正極接A相繞組、負極接B相繞組，A+C-表示直流母線電壓正極接A相繞組、負極接C相繞組，B+C-表示直流母線電壓正極接B相繞組、負極接C相繞組，B+A-表示直流母線電壓正極接B相繞組、負極接A相繞組，C+A-表示直流母線電壓正極接C相繞組、負極接A相繞組，C+B-表示直流母線電壓正極接C相繞組、負極接B相繞組，i＝1,2,…,m，m為旋轉(zhuǎn)變壓器極對數(shù)；步驟2：電機運行前進行預定位：電機運行前，通過控制器發(fā)送A+B-的兩相定位信號，記錄旋轉(zhuǎn)變壓器解碼后得到的輸出位置值Ppre，Ppre與步驟1中發(fā)送A+B-定位信號時記錄的旋轉(zhuǎn)變壓器解碼后得到的p個輸出位置值之中的一個相等，其所在位置分區(qū)也相同，若其位置分區(qū)為y，則對于三相六狀態(tài)方波控制，令方波控制位置分區(qū)計數(shù)初始值fc0＝y(tǒng)，完成預定位；對于矢量控制，在位置分區(qū)y內(nèi)找到發(fā)送A+C-定位信號時記錄的旋轉(zhuǎn)變壓器解碼后得到的輸出位置值P*，根據(jù)計算出a相軸線方向的位置值Pa，即矢量控...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：劉景林，公超，余軍，于昊正，張二陽，李文真，韓澤秀，
申請(專利權)人：西北工業(yè)大學，
類型：發(fā)明
國別省市：陜西,61