永磁电机旋转变压器检测零位补偿的自适应方法

摘要

本发明公开了一种永磁电机旋转变压器检测零位补偿的自适应方法，旋转变压器检测电机转速、旋转方向和转子位置，三个电流传感器分别检测直流母线电流Idc、电机V相电流Iv和U相电流Iu，并经微处理控制器作CLARK和PARK变换得到转子d轴电流Id和q轴电流Iq；调整电机处于零力矩控制模式，此时Id=弱磁电流、Iq=0，在永磁电机磁场为零位对准时，Idc≈0。如磁场零位有偏移，则Idc的值不约等于零，通过微处理控制器调整旋转变压器零位偏移角，直至Idc约等于零，使得永磁电机转子与d轴重合。本方法能实时检测到电机转子的准确位置，避免零位补偿人为标定的过程，提高了电机力矩控制精度和系统安全性，适应电机的批量生产制造。

主权项

一种永磁电机旋转变压器检测零位补偿的自适应方法，其特征在于本方法包括如下步骤：步骤一、电源模块经逆变器驱动永磁电机运行，旋转变压器检测电机转速、旋转方向以及转子位置，电源模块直流母线中设置第一电流传感器，永磁电机V相和U相分别设置第二电流传感器和第三电流传感器，微处理控制器中预设CLARK变换算法和PARK变换算法；步骤二、永磁电机运行过程中，通过第一电流传感器检测电源模块直流母线的电流Idc，通过第二电流传感器和第三电流传感器分别得到永磁电机V相和U相电流Iv和Iu，电源模块直流母线电流Idc、永磁电机V相电流Iv和U相电流Iu分别输入微处理控制器，永磁电机转子位置经过旋转变压器输入微处理控制器；步骤三、永磁电机V相电流Iv和U相电流Iu经微处理控制器的CLARK变换和PARK变换得到永磁电机转子d轴电流Id和q轴电流Iq；步骤四、微处理控制器调整永磁电机处于零力矩控制模式下运行，即永磁电机输出力矩为零，永磁电机按一定转速运行，考虑永磁电机的弱磁控制，根据力矩控制算法，此时Id=弱磁电流、Iq=0，在永磁电机磁场为零位对准状态时，电源模块直流母线电流Idc≈0，如永磁电机磁场零位偏移，即旋转变压器检测到零位有偏移，此时有：（1）（2）（3）（4）（5）其中，为永磁电机零位磁场方向与旋转变压器检测到的磁场方向的夹角，为旋转变压器零位偏移后，永磁电机转子实际d轴弱磁电流，为旋转变压器零位偏移后，永磁电机转子实际q轴弱磁电流，Np、分别为电机的极数和磁链，Ld、Lq 分别为电机的d轴电感和电机q轴电感，P1、P2分别是电机的电功率和机械功率，Udc、Idc、分别是直流侧电压、直流侧电流和电机转速，理想情况下P1=P2，根据公式（3）q轴电流会产生力矩，所以会产生有功功率，直接反应到电源模块直流母线电流Idc，此时Idc不为0A；步骤五、通过微处理控制器调整旋转变压器零位偏移角，电源模块直流母线电流Idc也随之相应的变化，在永磁电机正向旋转时，如Idc>0，零位补偿值为旋转变压器角度补偿值与微调步长之差，如Idc<0，零位补偿值为旋转变压器补偿值与微调步长之和，零位补偿后的角度值为初始旋转变压器检测角度值与零位补偿值之和，以使永磁电机转子与d轴重合。