[发明专利]一种永磁同步电机转子磁极位置实时补偿校正方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种转子磁极位置实时校正方法，特别是一种永磁同步电机转子磁极 位置实时补偿校正方法。

背景技术

永磁同步电机具有功率密度高、转子转动惯量小、电枢电感小、运行效率高以及转 轴上无滑环和电刷等优点，广泛应用在中小功率范围内的高性能运动控制领域，如机器人、 CNC数控机床等应用场合。随着电力电子技术和电机控制理论的发展，以矢量控制为代表的 高性能永磁同步电机闭环控制方法得到快速发展和广泛应用，而永磁同步电机控制方法的 好坏，关键取决于转子磁极位置检测的准确性。

现有的永磁同步电机转子磁极位置实时校正方法，需要通过测量电机的电压、电 流等电参量，并且结合电机的参数和数学模型进行一系列复杂的方法来检测电机转子的位 置，但是由于电压、电流等电参量的采样精度不够高、电机的参数随负载不断变化以及电机 数学模型的不确定性，导致转子位置检测结果不准确，而且方法比较复杂，实时性差，不易 实现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种永磁同步电机转子磁极位置实时补偿校正方法，解决 永磁同步电机闭环控制中的转子磁极位置实时校正的问题。

一种永磁同步电机转子磁极位置实时补偿校正方法，其具体步骤为：

第一步搭建永磁同步电机转子磁极位置实时补偿校正平台

永磁同步电机转子磁极位置实时补偿校正平台包括：电压提取与信号滤波电路、过零 点检测电路、信号隔离电路、信号整形电路、锁相环电路A、锁相环电路B、DSP控制器、可变线 程选择电路A和可变线程选择电路B，其中电压提取与信号滤波电路有三个相同的支路，每 个支路包括：电阻R_a、电阻R_b、电阻R₂、电阻R₃、电容C₁、电容C₂、电容C₃和运算放大器U1。

电压提取与信号滤波电路的三个输入端分别与电机端子A、电机端子B、电机端子C 连接，电压提取与信号滤波电路的三个输出端分别与过零点检测电路的三个输入端连接， 过零点检测电路的两个输出端分别与信号隔离电路的两个输入端连接，信号隔离电路的两 个输出端分别与信号整形电路的两个输入端连接，信号整形电路的输出端分别与锁相环电 路A、锁相环电路B和DSP控制器的输入端连接，锁相环电路A与可变线程选择电路A双向连 接，锁相环电路B与可变线程选择电路B双向连接，锁相环电路A和锁相环电路B的输出端分 别与DSP控制器的输入端连接，DSP控制器的输出端分别与可变线程选择电路A和可变线程 选择电路B的输入端连接。电压提取与信号滤波电路的每个支路中，电阻R_a的一端与电机端 子连接，电阻R_a的另一端分别与电阻R_b的一端、电容C₁的一端和电阻R₂的一端连接，电阻R_b的 另一端和电容C₁的另一端分别与中性点N连接，电阻R₂的另一端分别与电容C₂的一端和电阻 R₃的一端连接，电容C₂的另一端和运算放大器U1的输出端连接，电阻R₃的另一端分别与电容 C₃的一端和运算放大器U1的正向输入端连接，电容C₃的另一端与中性点N连接，运算放大器 U1的负向输入端与输出端连接。

第二步DSP控制器对锁相环电路A和锁相环电路B输出的虚拟码盘信号进行分频

DSP控制器根据预先设定的十进制线程值M，输出四位对应的二进制开关信号到可变线 程选择电路A和可变线程选择电路B，将锁相环电路A输出的正交虚拟码盘信号QEP_AB进行M分 频，将锁相环电路B输出的正交虚拟码盘信号QEP_C进行M分频，其中，M为2的P次方，且P为正 整数，输出到可变线程选择电路A和可变线程选择电路B的四位二进制开关信号正好是P值 对应的四位二进制开关信号DD3DD2DD1DD0，DD3对应四位二进制的最高位，DD0对应四位二 进制的最低位。

第三步DSP控制器判断电机转向