一种基于编码器自动调零的永磁同步电机控制方法及系统

摘要

本发明公开了一种基于编码器自动调零的永磁同步电机控制方法，其采用改进的高频电压注入法检测转子初始位置，明确了转子初始定位，方便施加定位电压矢量，避免发生电机转子反转现象；同时自动进行编码器零位补偿，并对补偿值进行存储方便日后直接调用，省去人工调零的麻烦；一旦需要校准或重新调零，只需按此方法运行一次，编码器便再次准确调零，过程简便，精确度高。本发明还公开了实现上述控制方法的控制系统，该系统通过转子定位模块在获取转子初始位置后，选取与该位置最相近的电压矢量进行施加，以避免在定位时发生转子来回振荡现象，仅在转子初始定位前注入高频电压信号，不会给系统运行带来相位滞后与时滞，更不会在运行中引入噪声。

主权项

一种基于编码器自动调零的永磁同步电机控制方法，包括如下步骤：(1)采集电机的三相定子电流，利用增量式编码器获取电机的转子位置增量脉冲信号和转子Z脉冲信号，并对三相定子电流进行Clarke变换得到三相定子电流在α‑β静止坐标系下的分量；(2)根据三相定子电流在α‑β静止坐标系下的分量以及所述的转子位置增量脉冲信号和转子Z脉冲信号进行编码器零位检测，得到编码器零位补偿量，具体过程如下：A1.根据三相定子电流在α‑β静止坐标系下的分量，提取出电机的转子位置初测角；A2.根据三相定子电流在α‑β静止坐标系下的分量以及所述的转子位置初测角进行磁极位置辨识，生成转子初始位置角；A3.根据转子初始位置角通过转子定位法，确定转子定位电压矢量及其在三相静止坐标系下的电角度；A4.根据转子位置增量脉冲信号、转子Z脉冲信号以及转子定位电压矢量在三相静止坐标系下的电角度，计算出编码器零位补偿量；(3)根据转子位置增量脉冲信号、转子Z脉冲信号以及编码器零位补偿量，计算出电机的转子位置角和转速；(4)对于首个控制周期，自主生成电压指令在α‑β静止坐标系下的α轴分量U_α1和β轴分量U_β1，进而通过SVPWM技术构造得到一组PWM信号以对电机逆变器进行控制；对于第二个控制周期，根据三相定子电流在α‑β静止坐标系下的分量，提取出电机的转子位置初测角；根据转子位置初测角生成电压指令在α‑β静止坐标系下的α轴分量U_α2和β轴分量U_β2，进而通过SVPWM技术构造得到一组PWM信号以对电机逆变器进行控制；对于之后其他控制周期，根据电机的转子位置角和转速通过电机控制策略，生成电压指令在α‑β静止坐标系下的α轴分量U_α和β轴分量U_β，进而通过SVPWM技术构造得到一组PWM信号以对电机逆变器进行控制。