[发明专利]一种永磁电梯门机控制器及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电梯门机控制器，特别是公开一种永磁电梯门机控制器及其控制 方法。

背景技术

当今电梯门门机的舒适性与安全性越来越重要，其中电机的力矩动要求非常小， 所以门机一般采用表贴式永磁同步电机，且这种电机的凸极率不是很高。

永磁门机在使用前，需要对电机进行磁极学习，通常是通过人工干预进行学习，这 种学习需要脱开负载，否则会影响学习精度，因此调试不方便；如果直接使用门机，可以通 过高频注入进行辨识初始位置，但需要电机具有明显的凸极特性或饱和特性，否则无法辨 识角度；另一方面，永磁门机因要求其力矩平稳、安全可靠，凸极特性非常小，而电机自身的 饱和特性也不明显。如果设计出可以进行辨识凸极特性非常小且饱和特性不明显的电机初 始角度辨识方法，成为当今门机电机的重点研究课题。

另外电机磁极角度如果学习初始角度偏差较大，使电机发热，如果过热门机控制 器会进行温度保护，进而进入故障状态。如何提高电机角度辨识精度或在线补偿角度的偏 差，进而提高电机效率降低电机发热也成为门机电机的重点课题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的饱和特性的表贴永磁同步电机无法通 过脉振电压识别N/S极且静止学习磁极的问题，提供一种基于大幅度高频脉振电压注入识 别表贴电机的初始位置，并能过编码器的微动距离来辨识N/S极，通过运行中的滑模观测器 单元来辨识电机旋转角度，以补偿角度偏差值的永磁电梯门机控制器及其控制方法。

本发明是这样实现的：一种永磁电梯门机控制器，包括与电机相连的编码器，其特 征在于：还包括电机驱动单元SVPWM、电流检测单元、CPU控制单元，所述CPU控制单元包括高 频注入转换单元、编码器检测单元、滑模观测器单元；

所述高频注入转换单元分别与所述电机驱动单元SVPWM、电流检测单元、编码器检测单元和滑模观测器单元相连，所述编码检测单元与所述编码器相连；所述高频注入转换单元通过所述电机驱动单元SVPWM向所述电机注入高频脉振电压信号并提取电机转子的电机辨识角度；通过所述编码器检测单元检测来自编码器的电机微动距离信息，获得电机转子的旋转方向、并结合所述电机辨识角度获得电机实际旋转角度；通过所述滑模观测器单元修正电机实际旋转角度获得电机修正角度。

所述高频注入转换单元包括Clark变换单元、Park变换单元、IPark变换单元、PLL 锁相环、高频注入模块；所述Clark变换单元分别与所述电流检测单元、Park变换单元、滑模 观测器单元相连，所述Park变换单元还分别与所述IPark变换单元、PLL锁相环、编码器检测 单元相连，所述高频注入模块、IPark变换单元、电机驱动单元SVPWM依次相连；所述IPark变 换单元还分别与所述滑模观测器单元、编码器检测单元相连，所述滑模观测器单元与所述 PLL锁相环相连。

所述高频注入模块将高频脉振电压信号发送给所述IPark变换单元，所述IPark变换单元将高频脉振电压信号经IPark变换后，通过所述电机驱动单元SVPWM转化成功率信号后进入电机三相端；所述Clark变换单元、Park变换单元将来自电流检测单元的高频反馈电流信号转换后经PLL锁相环获得电机转子旋转角度，所述电机转子旋转角度包括初始电机辨识角度_初、电机辨识角度、电机实际旋转角度、电机修正角度。

一种永磁电梯门机控制器的控制方法，包括如下步骤：

1）在电机处于静止时，所述CPU控制单元通过高频注入转换单元在电机两相旋转估计坐标系的d轴上注入高频脉振电压信号，并预设电机旋转角度_预为注入角度，通过电机驱动单元SVPWM将高频脉振电压信号注入到电机上产生高频反馈电流；所述电流检测单元检测来自电机的高频反馈电流，高频反馈电流经过高频注入转换单元的Clark变换、Park变换后，通过PLL锁相环获取电机转子的电机辨识角度；

2）所述CPU控制单元在d轴上注入与所述电机辨识角度相差90度的幅值固定的电压信号正负向量，通过所述编码器检测单元检测来自编码器的电机微动距离信息来识别电机的N/S极，获得电机实际旋转角度；