专利名称：一种永磁同步电机转子位置补偿角的测量方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及控制领域，尤其涉及一种永磁同步电机转子位置补偿角的测量方法及 系统。
背景技术：
随着稀土永磁材料、电力电子技术以及电机控制理论等的快速发展，永磁同步电 机PMSM以其高转矩/惯性比、高功率密度、高效率、牢固性和维修性好等优点，在纺织、化 纤、数控机床、工业机器人以及航空航天等领域得到日益广泛的应用。永磁同步电机控制系统采用矢量控制时需要精确的转子位置信号以实现磁场定 向控制，当转子永磁体直轴初始位置错误时，将造成定子电流矢量的错误定向，进而导致电 机驱动的转矩下降，甚至电机错误旋转(正的转矩指令产生负的旋转速度)，永磁同步电机 PMSM控制系统采用矢量控制时需要精确的转子位置信号以实现磁场定向控制，因此电机转 子的位置检测与初始定位是永磁同步电机控制系统构成与运行的基本条件。首先介绍一下永磁同步电机的数学模型及矢量控制。假设电动机是线性的，参数不随温度等变化，忽略磁滞、涡流损耗、转子无阻尼绕 组，则基于转子磁场定向坐标系(d、q轴)中，永磁同步电动机的 磁链方程
权利要求
1.一种永磁同步电机转子位置补偿角的测量方法，包括设定强制磁场定向角度；令d轴电压分量指令值< =O ；输入能使永磁同步电机进 入零速锁轴状态的q轴电压分量指令值< ；根据所述强制磁场定向角度，将<和<通过PARK逆变换得到电压矢量<和< ； 将电压矢量‘和<通过空间电压矢量脉宽调制算法生成电压源逆变器所需的功率器 件脉宽信号；所述电压源逆变器驱动永磁同步电机旋转到+90°的位置； 获取此时转子上安装的绝对值编码器读取的角度θ ，并计算得到补偿角为 代=C+ 90o-《r。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将<和<通过PARK逆变换得到电压矢量‘ 和<是指通过下式得到电压矢量<和<
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述能使永磁同步电机进入零速锁轴状态的q轴电压分量指令值<的取值范围是永磁 同步电机额定电压的5%到10%，包括5%和10%。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述绝对值编码器读取的反馈角度θ xr为绝对值编码器的读数乘以电机极对数得到 的电角度。
5.如权利要求1到4中任一项所述的方法，其特征在于，所述输入q轴电压分量指令值 <的步骤包括输入q轴电压分量命令值对所述q轴电压分量命令值进行限幅，将其大小限制在额定电压Ue的5%到10% 之间，包括5%和10%，得到q轴电压分量限幅值<；对q轴电压分量限幅值<""进行低通滤波，得到q轴电压分量指令值< ；输入所述q轴电 压分量指令值<。
6. 一种永磁同步电机转子位置补偿角测量装置，其特征在于，包括输入单元，用于输入能使永磁同步电机进入零速锁轴状态的q轴电压分量指令值<，及 等于0的d轴电压分量指令值< ；Park逆变换单元，用于根据预先设定的强制磁场定向角度,对<和<进行Park逆 变换得到<和<；空间电压矢量脉宽调制算法单元，用于根据所述电压矢量‘和<，采用空间电压矢量 脉宽调制算法生成功率器件脉宽信号；电压源逆变器，由电压为ud。的直流母线供电，用于根据所述功率器件脉宽信号产生三 相绕组电流ia、ib和i。，驱动永磁同步电机转子旋转到+90°的位置；测量单元，用于获取永磁同步电机转子旋转到位置时安装在转子上的绝对值 编码器读取的角度θ ，根据所述预先设定的强制磁场定向角度，计算得到补偿角为
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述Park逆变换单元按照下式对<和<进 行Park逆变换得到<和<
8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述测量单元包括绝对值编码器，安装在所述永磁同步电机转子轴端，用于读取同永磁同步电机转子同 步旋转的角度计算子单元，用于根据所述预先设定的强制磁场定向角度6frce，计算出补偿角为 代=C+ 90o-《r。
9.如权利要求6所述的装置，其特征在于所述输入单元输入的所述能使永磁同步电机进入零速锁轴状态的q轴电压分量指令 值<的取值范围，是永磁同步电机额定电压的5%到10%，包括5%和10%。
10.如权利要求6到9中任一项所述的装置，其特征在于，所述输入单元包括 生成子单元，用于输入q轴电压分量命令值，及等于0的d轴电压分量指令值< ；将<发送给所述Park逆变换单元；限幅器，用于对所述q轴电压命令值进行限幅，将其大小限制在额定电压Ue的5 % 到10%之间，包括5%和10%，得到q轴电压分量限幅值<；低通滤波器，用于对q轴电压分量限幅值<""进行低通滤波，得到q轴电压分量指令值 <发送给所述Park逆变换单元。
全文摘要
一种永磁同步电机转子位置补偿角的测量方法及装置；方法包括设定强制磁场定向角度；令d轴电压分量指令值；输入能使永磁同步电机进入零速锁轴状态的q轴电压分量指令值根据所述强制磁场定向角度将和通过PARK逆变换得到电压矢量，通过空间电压矢量脉宽调制算法生成电压源逆变器所需的功率器件脉宽信号；所述电压源逆变器驱动永磁同步电机旋转到的位置；获取此时转子上安装的绝对值编码器读取的角度θxr，并计算得到补偿角为。本发明实现简便容易，无需电流传感器工作，初始定位不存在抖动。
文档编号H02P21/14GK102097988SQ20101059464
公开日2011年6月15日 申请日期2010年12月17日 优先权日2010年12月17日
发明者丁伟, 夏燕兰, 姚宏, 武将, 韩利 申请人:北京和利时电机技术有限公司