[发明专利]一种基于矢量控制策略的电机初始角度定位方法

说明书

本发明公开一种基于矢量控制策略的电机初始角度定位方法，属于电机控制技术领域。它是基于矢量控制的给定电压控制算法，计算出把电机转子推向零点的数值，通过控制电机使转子自动转到零点，当电机正常旋转时，采样的增量编码器的值就即为实际的电机旋转角度值。

技术领域

本发明属于电机控制技术领域，尤其是一种基于矢量控制策略的电机初始角度定位方法。

背景技术

永磁同步电机在启动的时候，为了保证最大的转矩力矩，需要对电机转子的初始角度定位，常用的方法是在电机转轴上安装机械传感器，但是这种方式不仅增加了成本，给电机的使用带来了麻烦，而且传感器的安装也会受到使用环境的影响，比如温度、湿度、系统的振动等。

对基于矢量控制算法的永磁同步电机进行控制时，驱动器为了有效地控制定子磁场矢量，需要对转子位置进行精确测量。一般的做法是：在电机转子上安装增量式编码器，驱动器接收编码器脉冲值来确定转子位置的变化，从而计算出准确的矢量值。但是利用该方法需要驱动器事先得到电机转子的初始位置，其次才能根据编码器的脉冲值来确定转子旋转的方向角度。而对于增量编码器而言，系统首次上电的时候，往往是得不到电机转子的绝对位置的。因此电机的初始角度的获取便显得尤为重要。

发明内容

为解决传统的通过把电机旋转到增量编码器的过零点的方法，需要采样增量编码器的Z信号，还需要观测电机旋转的反电动势，通过计算反电动势与过零点的角度差，在最后增量编码器的采集后，还需要和这个角度差做运算才能得到正确的位置信号的缺陷，本发明提供一种基于矢量控制策略的电机初始角度定位方法，该方法基于矢量控制的给定电压控制算法，计算出把电机转子推向零点的数值，通过电机驱动器控制电机，使转子自动转到零点，当电机正常旋转的时候，采样得到的增量编码的值就是实际的电机旋转角度值。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种基于矢量控制策略的电机初始角度定位方法，它包括以下步骤：

步骤一，先给定任意一个与目标矢量方向非平行的矢量，矢量大小根据电机负载决定，选择一个较小的矢量电压值U_s,计算此时对应的三相PWM占空比值，并且控制三相逆变器，输出控制电压，控制电机缓慢的旋转直到停止不动，此位置即为给定的任意一个矢量方向的位置；

步骤二，给定0°矢量，采用步骤一的电压值U_s，计算三相PWM占空比值，并且控制三相逆变器，输出控制电压，控制电机缓慢的旋转直到停止不动，此位置即为电机0°电角度位置；

步骤三，电机由此位置开始正常旋转，采样的增量编码器的值即为对应的电角度值。

进一步地，步骤三中采样的增量编码器的值设置成带有符号数的数据格式。

进一步地，采样的增量编码器的值的正负对应电机的正反转。

有益效果：

1.电机旋转的起点就是真正的0°位置点，计算简单。

2.不需要观测电机的反电动势波形，操作简化。

3.不需要采样增量编码器的Z信号，电机过零点信号不会清零，因此可以把增量编码器的值当做电机的位置值，在一些简单的应用场合，可以省去再增加位置传感器的设计。

附图说明

图1为本发明的电压空间矢量分布图；

图2为本发明的控制框图；

图3为本发明的三相逆变器-永磁同步电机调速系统电路原理图；

图4为本发明一实施例的实现流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。