[发明专利]一种永磁同步电机转子定位方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及同步电机领域，具体涉及一种永磁同步电机转子定位方法及装置。

背景技术

近年来，永磁同步电机因其控制精度高、抗震性能好的特点，被越来越多地用于电动汽车的制造。永磁电机的位置传感器多采用旋转变压器，而旋转变压器的精度很高，导致在装配时很难保证旋转变压器的安装一致性。为了有效控制永磁同步电机定子的磁场矢量，需要获取转子当前位置的准确值，而转子的准确位置是通过旋转变压器的当前测量值减去电机与旋转变压器安装时的偏差值得到的。所以，永磁同步电机在完成装配后必须对电机转子位置进行定位，以取得电机转子处于机械零位时与旋转变压器安装的电气零位之间的固定偏差。

传统的永磁同步电机转子初始位置的确定方法是利用磁同步电机的凸极效应，通过对电机绕组加入高频激励电流实现电机转子初始位置的准确辨别的。这种方法不适用于没有凸极效应的表贴式永磁同步电机。这种方法的检测装置结构复杂。由于电动汽车上电机轴不能与车上部分传动系统完全脱开，系统惯量较大，导致转子定位所需时间较长。而且由于电动汽车上系统电压较高，而进行定位需对电机施加短路电流，其电压电流不易控制，容易导致电机或电机控制器损坏。

发明内容

本发明的一个目的即在于克服现有技术适用范围窄，定位时间长和容易损坏相关设备的不足，提供一种永磁同步电机转子定位方法；

本发明的另一个目的在于提供使用上述方法的结构简单、操作容易的一种永磁同步电机转子定位装置。

本发明的一个目的通过以下技术方案实现：

一种永磁同步电机转子定位方法，包括以下步骤：

A．设定一系统容许偏差值DEC，一系统错误值ERR，ERR大于DEC；

B．将电机置于如下六种状态中的一种：电机的U相接恒流电源的负极，电机的V相接恒流电源的负极，电机的W相接恒流电源的正极；电机的U相接恒流电源的负极，电机的V相接恒流电源的正极，电机的W相接恒流电源的正极；电机的U相接恒流电源的负极，电机的V相接恒流电源的正极，电机的W相接恒流电源的负极；电机的U相接恒流电源的正极，电机的V相接恒流电源的负极，电机的W相接恒流电源的正极；电机的U相接恒流电源的正极，电机的V相接恒流电源的负极，电机的W相接恒流电源的负极；电机的U相接恒流电源的正极，电机的V相接恒流电源的正极，电机的W相接恒流电源的负极；

C．电机转子在恒流电源的驱动下转动至一固定位置后，通过设置于电机上的旋转变压器读取电机转子当前的位置值，并记录所述位置值；

D．将所述位置值与电机转子在当前供电状态下的理论位置值做差值运算；

E．将上述差值运算得到的值与电机的极对数和旋转变压器的极对数做归一化处理，得到结果值SET1；

F．分别将电机置于步骤A中所述的另外五种状态，并重复步骤B到步骤D，得到结果值SET2、SET3、SET4、SET5和SET6；

G．在SET1~SET6中取最大值和最小值做差值运算，得到结果值TEMP。

H．将TEMP与DEC和ERR对比；

如TEMP小于DEC，则对SET1~SET6取平均值，结果即为电机转子处于机械零位时与旋转变压器安装的电气零位之间的固定偏差值；

如TEMP大于DEC且小于ERR，则调高恒流电源的输出电流，并重复所述步骤A至步骤F，直至TEMP小于DEC；

如TEMP大于ERR，则电机转子定位失败。此时，工作人员需要检查系统接线及电机的三相引出线是否正确。

本发明的另一个目的通过以下技术方案实现：

一种永磁同步电机转子定位装置，它包括电机、旋转变压器、恒流电源、继电器、主控制器和计算机，继电器的数量为3，3个继电器的活动端分别与电机的U相、V相和W相连接，继电器的两个固定端分别与恒流电源的正极和负极连接，旋转变压器设置在电机上，旋转变压器与主控制器连接，主控制器与计算机连接，主控制器分别与3个继电器连接。

具体地，所述的主控制器包括主控制芯片、旋转变压器解码芯片、RS232串口接口和I/O隔离电路，主控制芯片通过RS232串口接口与所述计算机连接，旋转变压器解码芯片通过RS232串口接口与所述旋转变压器连接，主控制芯片通过I/O隔离电路与所述继电器连接，旋转变压器解码芯片连接在主控制芯片上。

本发明的优点在于：

1．适用范围广，可用于具有凸极效应的永磁同步电机，也可用于表贴式永磁同步电机；

2．本定位装置，结构简单，操作简便；

3．定位所需时间短；