[发明专利]利用旋转变压器输出位置确定永磁电机控制位置的方法

说明书

本发明提供了一种利用旋转变压器输出位置确定永磁电机控制位置的方法，通过对旋转变压器解码后的位置输出进行分区、电机预定位和控制位置计算等处理过程，得到了控制电机所需的控制位置，解决了永磁电机极对数与旋转变压器极对数不匹配造成的控制位置获取困难的问题。利用本发明方法可以实现对极对数不匹配的，且永磁电机极对数大于旋转变压器极对数的永磁电机进行准确的三相六状态方波控制或矢量控制，突破了旋转变压器选型时的局限。

技术领域

本发明属于电机控制技术领域，尤其涉及一种利用旋转变压器输出位置确定永磁电机控制位置的方法。

背景技术

旋转变压器是一种稳定而且高效的电磁式传感器，能够测量旋转物体的转轴角位移和角速度。它由定子和转子组成，其中定子绕组作为变压器的原边，接受励磁电压；而转子绕组作为变压器的副边，通过电磁耦合得到感应电压，对感应电压解码后就可以获取转速与位置信息。旋转变压器具有结构简单、坚固耐用、维护方便、非接触式结构、定子和转子分开安装、抗干扰能力强、输出绝对位置和高速性能好的优点，已经广泛应用于永磁电机三相六状态方波控制和高性能矢量控制等需要检测转子位置的控制过程中。

按照极对数的多少，旋转变压器可以分为单对极和多对极两种。旋转变压器转子安装在电机轴上，与电机转子同步旋转，从功能上看：当电机转子(旋转变压器转子)转到不同的空间位置时，经过解码处理后，旋转变压器会输出一个对应的位置值，这是实现永磁电机控制的基础。工程上，经常使用多对极旋转变压器提高电机转子位置测量的精度，但是一般要求被测电机的极对数p是旋转变压器极对数m的整数倍，即x＝p/m，x＝1,2,3,4……。当x是整数时，电机控制所需要的位置与旋转变压器输出关系明确，即控制电机所需要的位置与旋转变压器解码后的位置输出值是一一对应的；但是当x不是整数时，每一个旋转变压器解码后的位置输出值会对应多个不同的电机转子位置，无法直接根据解码后的位置值控制电机，这种情况被称为电机极对数与旋转变压器极对数不匹配。目前，很多工程师认为当x不是整数时，利用旋转变压器检测电机转子位置实现电机的准确控制是不可能的，旋转变压器选型因此受到了限制。

事实上，当永磁电机极对数不是旋转变压器极对数整数倍，但当x大于1时，可以通过对旋转变压器解码后的位置输出值进行处理以得到控制电机所需的控制位置。但是，永磁电机三相六状态方波控制利用绝对位置值实现换相，而矢量控制利用相对位置进行坐标变化实现电压矢量的选取。所以，当x不是整数时，针对不同的控制方式，选择合理的处理方法确定电机的控制位置是十分必要的。

发明内容

由于永磁电机极对数与旋转变压器极对数不匹配会造成永磁电机控制位置获取困难且没有合理的解决办法，针对这一问题，本发明提出一种利用旋转变压器输出位置确定永磁电机控制位置的方法，分别可以获得电机三相六状态方波控制和矢量控制需要的控制位置。

一种利用旋转变压器输出位置确定永磁电机控制位置的方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：确定旋转变压器输出位置分区：通过控制器按A₊B_-、A₊C_-、B₊C_-、B₊A_-、C₊A_-、C₊B_-的导通顺序依次发送6p个两相定位信号，并顺序记录旋转变压器解码后得到的6p个输出位置值，分别以6p个输出位置值中最小的m个输出位置值P_i为起点进行位置分区，其中分区i由P_i及其后相邻的个输出位置值构成；