雙凸極電機角度控制中的角度在線校正方法技術

本發明專利技術公開了一種雙凸極電機角度控制中的角度在線校正方法，使電機避免了由位置信號引起的三相電流不平衡，轉矩脈動得到了有效地控制；主要針對由于霍爾傳感器定位安裝和爪盤齒槽加工不對稱而引起的三相位置信號偏差問題，通過軟件算法，計算出三相位置信號上升沿之間的相位差并加以補償，進而使各相的功率MOSFET的驅動信號上升沿和下降沿嚴格互差120度，從而保證了三相驅動信號的導通電角度一致，進而使電機的三相輸出功率平衡。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種，屬于電機數字控制

技術介紹
雙凸極電動機的驅動控制主要分標準角度控制、提前角度控制等角度控制方式，其主要依靠霍爾位置傳感器輸出的三相位置信號來產生相應的邏輯驅動信號，從而控制相應地功率變換器開關動作，驅動電機旋轉。在實現角度計算時，大多通過捕獲位置信號的上升沿或下降沿，然后延遲相應的角度來進行角度計算控制，產生正確的邏輯驅動信號。這種驅動方法的關鍵在于霍爾位置傳感器輸出信號的正確性。如圖2-1所示，即電機的霍爾位置傳感器輸出的三相位置信號，必須正、負脈寬180度電角度相等，A、B、C各相位置信號上升沿或下降沿嚴格互差180度電角度。如圖2-2所示，若由于爪盤加工誤差原因導致位置信號高、低電平所占電角度脈寬不相等或由于霍爾傳感器在空間位置安裝上的誤差引起三相位置信號相差不為120度，則需要采用相應地算法對基于位置信號的角度控制給予校正。否則，電機的三相電流將會發生不對稱，從而使電機的各相輸出轉矩不等，進而影響電機的輸出轉矩能力，增大電機的轉矩脈動。因而，加入角度校正算法，使電機三相出力平衡，具有非常重要的意義。
技術實現思路
專利技術目的為了克服現有技術中存在的不足，本專利技術提供一種，包括以下步驟 步驟(I):電機三相位置信號中的A相、B相、C相的位置信號分別連接至DSP處理器的CAPl 口和 CAP4 口，CAP2 口，CAP3 口 ； 步驟(2):將電機做發電運行，旋轉電機，觀察電機A、B、C各相的位置信號及其電勢信號，若發現其中一相位置信號超前其相電勢最大，則旋轉裝有位置傳感器的定位盤，使該相位置信號上升沿與其相電勢上升沿對齊，其余兩相位置信號將均落后各自相電勢上升沿或與各自相電勢相等，如圖2-3所示； 步驟(3):初始化變量、IO 口與相關定時器(12、13、14)，將04 1、04 2、0八 3功能口定義為I/O 口，CAP4功能口定義為捕獲口，使CAP4上升沿有效且使能CAP4，查詢電機各相位置信號，并啟動電機運行； 步驟(4):實時計算電機轉速，當電機轉速大于自定義切換轉速SPD_N時，跳出查詢啟動程序，并重新初始化相關IO 口 將CAP1、CAP2、CAP3功能口更改為捕獲口，并使各CAP 口上升沿有效并使能各CAP 口，關閉CAP4使能，初始化Tl定時器，給CMPRl寄存器賦初值，使能CMPRl比較中斷后，循環等待中斷；其中，SPD_N可由用戶自己根據實際情況選取，作為優選一般 SPD_N>1000r/min。步驟(5):采用提前換相實現帶補償的標準角度控制和提前角度控制來實現恢復現場，CAP中斷返回； 步驟(6):比較中斷實現功率MOSFET開通或關斷，即實際的電流換相；當定時器等于比較寄存器CMPRl中的數值時，比較中斷響應，進入比較中斷入口，而后關CAP中斷和比較中斷使能，并讀取CAP 口捕獲中斷標志，若CAP_FLAG等于某個特定值，則表示在當前比較中斷為該特定值所對應的CAP中斷之后，則首先關閉所有的功率開關管，插入死區時間At，而后開通對應的功率開關管；對開關管進行關閉或開通后，使能CAP和比較中斷，恢復現場，返回中斷。所述步驟(5)具體是指當DSP捕捉到電機A相的位置信號上升沿后，進入CAPl中斷，讀取CAP1FIF0 口中的定時器計數值，將讀到的計數值賦給臨時變量DIFF_CA后，將定時計數器重新清零，并寫入捕獲中斷標志CAP_FLAG為I ;調用DIFF與轉速子程序，計算DIFF值和當前電機轉速值；讀取變量DIFF_AB的值，并與M值比較，若DIFF_AB〈M，則將(120- Θ )DIFF/3的計算值賦給比較寄存器CMPRl ;若DIFF_AB>M,則比較變量DIFF_AB與DIFF/3之間的大小，若DIFF_AB>DIFF/3，則計算兩者之間的誤差Λ N=DIFF_AB-DIFF/3，否則Λ N=DIFF/3-DIFF_AB,然后計算(120- Θ )DIFF/3+ Δ N并將計算值賦給CMPRl后，恢復現場，中斷返回；其中DIFF_CA是指電機C相與A相的位置信號上升沿時間間隔所占的Tl時鐘計數值，DIFF_AB是指電機A相與B相的位置信號上升沿時間間隔所占的Tl時鐘計數值，DIFF是指電機旋轉360度電角度時通用定時器Tl的計數值。所述步驟(5)具體是指當DSP捕捉到電機B相的位置信號上升沿后，進入CAP2中斷，讀取CAP2FIF0 口中的定時器計數值，將讀到的計數值賦給臨時變量DIFF_AB后，將定時計數器重新清零，并寫入捕獲中斷標志CAP_FLAG為2 ;讀取變量DIFF_BC的值，并與M值比較，若DIFF_BC〈M，則將(120- Θ ) DIFF/3的計算值賦給比較寄存器CMPRl ;否則，比較變量 DIFF_BC 與 DIFF/3 之間的大小，若 DIFF_BC>DIFF/3，則 Λ N=DIFF_BC_DIFF/3，否則 Λ N=DIFF/3-DIFF_BC，然后計算(120- Θ )DIFF/3+ Δ N并將計算值賦給CMPRl后，恢復現場，中斷返回；其中DIFF_BC是指電機B相與C相的位置信號上升沿時間間隔所占的Tl時鐘計數值。所述步驟(5)具體是指當DSP捕捉到電機C相的位置信號上升沿后，進入CAP3中斷，讀取CAP3FIF0 口中的定時器計數值，將讀到的計數值賦給臨時變量DIFF_BC后，將定時計數器重新清零，寫入捕獲中斷標志CAP_FLAG為4 ;讀取變量DIFF_CA的值，并與M值比較；若DIFF_CA〈M，則將(120- Θ ) DIFF/3的計算值賦給比較寄存器CMPRl ;否則，比較變量 DIFF_CA 與 DIFF/3 之間的大小，若 DIFF_CA>DIFF/3，則 Λ N=DIFF_CA_DIFF/3，否則 Λ N=DIFF/3-DIFF_CA,然后計算(120- Θ )DIFF/3+ Δ N并將計算值賦給CMPRl后，恢復現場，中斷返回。特別地，在此方案中DIFF與轉速值的計算放置于CAPl中斷，在實際操作中，并不一定如此，也可放在CAP2中斷或CAP3中斷中，并不影響該方法的執行。對于角度Θ，為提前角度值[各相功率開關管的導通角對于自身相電勢的角度，特別地，若θ=0，則為標準角度控制。所述步驟(6)具體是指當定時器等于比較寄存器CMPRl中的數值時，比較中斷響應，進入比較中斷入口，而后關CAP中斷和比較中斷使能，并讀取CAP 口捕獲中斷標志，若·CAP_FLAG=1，則表示當前比較中斷為CAPl中斷之后，則首先關閉所有的功率開關管，插入死區時間At，而后開通功率管S3、S4，對開關管進行關閉或開通后，使能CAP和比較中斷，恢復現場，返回中斷。所述步驟(6)具體是指當定時器等于比較寄存器CMPRl中的數值時，比較中斷響應，進入比較中斷入口，而后關CAP中斷和比較中斷使能，并讀取CAP 口捕獲中斷標志，若CAP_FLAG=2，則表示當前比較中斷為CAP2中斷之后，則首先關閉所有的功率開關管，插入死區時間At，而后開通功率管S5、S6 ;對開關管進行關閉或開通后，使能CAP和比較中斷，恢復現場，返回中斷。所述步驟(6)具體是指當定時器等于比較寄存器CM本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種雙凸極電機角度控制中的角度在線校正方法，包括以下步驟：步驟（1）：電機三相位置信號中的A相、B相、C相的位置信號分別連接至DSP處理器的CAP1口和CAP4口，CAP2口，CAP3口；步驟（2）：將電機做發電運行，旋轉電機，觀察電機A、B、C各相的位置信號及其電勢信號，若發現其中一相位置信號超前其相電勢最大，則旋轉裝有位置傳感器的定位盤，使該相位置信號上升沿與其相電勢上升沿對齊，其余兩相位置信號將均落后各自相電勢上升沿或與各自相電勢相等；步驟（3）：初始化變量、IO口與相關定時器，將CAP1、CAP2、CAP3功能口定義為I/O口，CAP4功能口定義為捕獲口，使CAP4上升沿有效且使能CAP4，查詢電機各相位置信號，并啟動電機運行；步驟（4）：實時計算電機轉速，當電機轉速大于自定義切換轉速SPD_N時，跳出查詢啟動程序，并重新初始化相關IO口：將CAP1、CAP2、CAP3功能口更改為捕獲口，并使各CAP口上升沿有效并使能各CAP口，關閉CAP4使能，初始化T1定時器，給CMPR1寄存器賦初值，使能CMPR1比較中斷后，循環等待中斷；步驟（5）：采用提前換相實現帶補償的標準角度控制和提前角度控制，實現后恢復現場，CAP中斷返回；步驟（6）：比較中斷：實現功率MOSFET開通或關斷，即實際的電流換相；當定時器等于比較寄存器CMPR1中的數值時，比較中斷響應，進入比較中斷入口，而后關CAP中斷和比較中斷使能，并讀取CAP口捕獲中斷標志，若CAP_FLAG等于某個特定值，則表示當前比較中斷為該特定值所對應的CAP中斷之后，則首先關閉所有的功率開關管，插入死區時間Δt，而后開通對應的功率開關管；對開關管進行關閉或開通后，使能CAP和比較中斷，恢復現場，返回中斷。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：戴衛力，丁駿，田浩，胡鋼，
申請(專利權)人：河海大學常州校區，
類型：發明
國別省市：