[发明专利]计算增量式光电编码器偏移值的方法

说明书

本发明公开了一种计算增量式光电编码器偏移值的方法，具体包括：（Ⅰ）电机调零；对电机定子绕组通两次直流电流，使电机机械零点与电气零点对齐；（Ⅱ）计算偏移：启动交流永磁同步电机，对电机定子绕组通入交流电流，记录编码器Z信号到来时，DSP控制板的EQEP模块计数器的数值，即为增量式光电编码器与电机磁极的偏移值。本发明准确计算出编码器Z信号与电机磁极之间的偏差角度，使永磁同步电机准确获取电机磁极位置，实现了永磁同步电机的转速电流双闭环启动，电机启动、升速和降速过程均稳定运行。

技术领域

本发明属于交流永磁同步电机控制领域，具体涉及一种计算增量式光电编码器偏移值的方法。

背景技术

交流永磁同步电机具有高功率密度、高转矩/惯量比、可维护性好等优点，在伺服系统、航空航天、军事装备等诸多领域获得了广泛的应用。表贴式交流永磁同步电机一般采用转速电流双闭环的矢量控制技术，可实现电机定子电流转矩分量与励磁分量的解耦，因而电机产生的电磁力矩平稳，具有良好的启动和制动效果。

采用矢量控制技术时需要实时获得电机磁极的位置和转速信息，这些信息可通过位置传感器和无位置传感器算法获得。无位置传感器算法是利用电机绕组中的相关电气信息获得，但是由于电机低速或从零速启动时，反电势和电流值太小，无法精确获得电机磁极位置和转速，导致电机无法实现转速电流双闭环启动，并且容易出现过流保护现象。

采用增量式光电编码器的交流永磁同步电机，利用增量式光电编码器的霍尔信号可以获得电机磁极位置和转速信息，可使永磁同步电机转速电流双闭环启动。在增量式光电编码器安装过程中，通常状况下，编码器U信号和Z信号的触发信号上升沿对齐，但是由于安装精准度问题，可能会导致两者之间存在一定的角度偏差，该偏差如果不能被校正会对电机以后的运行造成影响，严重时会导致电机不能够正常运转，因此如何准确计算出增量式光电编码器偏差成为研究的重点。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中存在增量式光电编码器安装过程中产生的偏差对电机以后运行造成影响的缺点而提出的，其目的是提供一种计算增量式光电编码器偏移值的方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种计算增量式光电编码器偏移值的方法，包括以下步骤：

（Ⅰ）电机调零

对电机定子绕组通两次直流电流，使电机机械零点与电气零点对齐；

（Ⅱ）计算偏移

启动交流永磁同步电机，对电机定子绕组通入电流，记录编码器Z信号到来时，A信号脉冲的数目，即为增量式光电编码器与电机磁极的偏移值。

在上述技术方案中，所述步骤（Ⅰ）电机调零的具体方法为：

（ⅰ）一次调零

对电机定子绕组通直流电流，将电机磁极位置设置为0°，并使通入直流电流的时间延时一定时间，延时结束后，将直流电流设置为0，将时间延时一定时间后，进入二次调零步骤；

（ⅱ）二次调零

再次对电机定子绕组通直流电流，将电机磁极位置设置为0°，使通入直流电流的时间延时一定时间，延时结束后，将直流电流设置为0，将时间延时一定时间后，进入计算偏移步骤。

在上述技术方案中，所述步骤（ⅰ）一次调零和步骤（ⅱ）二次调零中对电机定子绕组所通的直流电流大小相同。

在上述技术方案中，所述步骤（ⅰ）一次调零和步骤（ⅱ）二次调零中所通的直流电流的大小为电机额定电流的50%~ 60%。

在上述技术方案中，所述步骤（ⅰ）一次调零和步骤（ⅱ）二次调零中延时的时间为5秒。

在上述技术方案中，所述步骤（Ⅱ）计算偏移中采用I-F电流闭环矢量控制方式启动交流永磁同步电机。

在上述技术方案中，所述步骤（Ⅱ）计算偏移中对电机定子绕组通入交流电流，电流的大小为电机额定电流的25%。