CN101723225A - 电梯用永磁同步曳引机齿槽转矩的补偿方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电梯用永磁同步曳引机齿槽转矩的补偿方法，其根据齿槽转矩是随电动机转子位置的变化而进行周期性变化这一特点，在变频器的控制系统中根据曳引机的转子位置进行补偿，从而抑制齿槽转矩对于电梯系统性能的影响。本发明使用的好处在于，可以在无需提高控制器硬件性能的前提下，进行对于齿槽转矩影响的补偿，而且在驱动系统可运行的转速范围内对齿槽转矩影响都有很好的抑制效果。

Description

电梯用永磁同步曳引机齿槽转矩的补偿方法

技术领域

本发明涉及一种控制方法，具体涉及一种用于变频器驱动永磁同步曳引机电梯系统的齿槽转矩的补偿的方法。

背景技术

在电梯应用中，使用永磁同步曳引机时，由于永磁同步电动机存在齿槽转矩，常常会引起振动、噪声，降低系统的品质。

多数电梯变频器驱动系统中，把齿槽转矩与其它各种原因造成的转矩影响统一视为扰动转矩，通过提高控制带宽、转矩观测等方法进行抑制，这一方面对控制器硬件性能提出了更高的要求，调试也很不方便，而且运行中电梯曳引绳弹性形变变化会造成转矩观测不正确；另一方面随着电动机转速的提高，齿槽转矩的变化变快，一定程度后，就无法通过上述方法进行抑制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种电梯用永磁同步曳引机齿槽转矩的补偿方法，以解决现有使用中的变频器驱动系统，为了抑制曳引机的齿槽转矩的影响，而提高控制硬件的性能，这不但增加了调试时的难度，也随着电动机转速的提高，而无法进行有效的抑制，等一系列问题

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

一种电梯用永磁同步曳引机齿槽转矩的补偿方法，所述电梯用永磁同步曳引机齿槽转矩的补偿方法时通过以下步骤来实现的：

(1)正常运行永磁同步曳引机时，通过位置传感器向变频器的控制回路传输曳引机转子的位置信号；

(2)在齿槽转矩计算模块中，对变频器储存单元中的齿槽转矩影响值表的数据进行查询，从而得到对应的齿槽转矩影响值，

(3)将得到转子的位置信号折算到虚拟齿槽周期的对应位置上，对查询到的齿槽转矩影响值进行齿槽转矩的线性插值运算，计算出相应位置处的齿槽转矩补偿的电流命令信号Iq2*；

(4)根据速度指令信号ω*和速度信息ω，速度调节器输出电流命令信号Iq1*；

(5)齿槽转矩计算模块输出的电流命令信号Iq2*，与速度调节器输出的电流命令信号Iq1*相结合，合成总的转矩电流命令信号Iq*，便可以实现对于永磁同步曳引机齿槽转矩的补偿与控制。

所述齿槽转矩影响值表是指在一个齿槽周期内，根据精度要求与记录空间限制对齿槽周期进行若干等分，从而按位置关系将检测出来的对应每一个位置的齿槽转矩影响值依次记录到变频器中，所形成的一张数据表。

所述齿槽周期是指将曳引机运转时通过的一个齿槽对应的空间角度，所折算成的一个完整周期。

本发明的优点在于，在变频器对永磁同步曳引机齿槽转矩进行补偿控制时，无需提高控制器硬件性能，便可以达到补偿的目的，而且在驱动系统可运行的转速范围内对于齿槽转矩所带来的影响，都有很好的抑制效果。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；

图1为本发明的简易框图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1所示，为变频器驱动永磁同步曳引机系统的简易框图，本发明是基于该曳引机系统来实施的。

在这个变频器的控制回路中，变频器通过位置传感器发来的位置信号θ以及电梯系统速度指令ω*，经内部运算，控制曳引机运行，转速计算模块转换位置θ信息为转速信息ω输出，电流传感器用于得到输出电流Iq，速度调节器根据速度命令ω*和速度信息ω输出电流命令Iq1*，齿槽转矩计算模块则将接收到的位置信号θ，转换成相应的齿槽转矩补偿电流命令信号Iq2*，电流命令信号Iq1*与Iq2*在控制回路中交汇合成总的电流命令信号Iq*并输入到到电流调节器中，且电流调节器根据电流命令信号Iq*和输出电流Iq输出电压命令U*，通过电压源逆变器控制曳引机运行。

本发明的目的在于，基于齿槽转矩是随电动机转子位置的变化而进行周期性变化这一特点，在变频器的控制系统中根据曳引机的转子位置进行补偿，从而抑制齿槽转矩对于电梯系统性能的影响。

为此，在本发明中会涉及到齿槽周期及齿槽转矩影响值表这两个概念，其中，齿槽周期是指将曳引机运转时通过的一个齿槽对应的空间角度，所折算成的一个完整周期。齿槽转矩影响值表是指在一个齿槽周期内，根据精度要求与记录空间限制对齿槽周期进行若干等分，从而按位置关系将检测出来的对应每一个位置的齿槽转矩影响值依次记录到变频器中，所形成的一张数据表。

且在本发明中还会使用一种齿槽转矩插值运算的方法，来对齿槽转矩影响值进行计算。由于该齿槽转矩插值运算的方法为一种十分成熟的现有技术，在运算前先设位置x1处对应的齿槽转矩影响值为y1，位置x2处对应的齿槽转矩影响值为y2，便可以通过下面的计算公式求出在位置x1与y1之间的xx的对应齿槽转矩影响值yx：

$\mathrm{yx}=\frac{\mathrm{xx}-x1}{x2-x1}\×(y2-y1)+y1$

在本发明中，对于整个电梯用永磁同步曳引机齿槽转矩的补偿，可以依靠以下步骤来实现：

第一步，正常运行永磁同步曳引机时，通过位置传感器向变频器的控制回路传输曳引机转子的位置的信号；

第二步，在齿槽转矩计算模块中，对变频器储存单元中的齿槽转矩影响值表的数据进行查询，且该齿槽转矩影响值表是一张在电梯检测时，变频器中所记录的齿槽周期中每个对应位置上检测出来的齿槽转矩影响值的数据表；

第三步，将得到转子的位置信号折算到虚拟齿槽周期的对应位置上，从而通过代入齿槽转矩影响值表，查询到一组相应的齿槽转矩影响值，并对该值进行齿槽转矩的线性插值运算，计算出相应位置处的齿槽转矩补偿的电流命令信号Iq2*；

第四步，根据电梯系统中输入速度指令信号ω*和转速计算模块输出速度信息ω，速度调节器输出电流命令信号Iq1*；

第五步，齿槽转矩计算模块输出的电流命令信号Iq2*，与速度调节器输出的电流命令信号Iq1*相结合，合成总的转矩电流命令信号Iq*，便可以实现对于永磁同步曳引机齿槽转矩的补偿控制。

本发明的使用，无需通过那些较为传统的依靠提高控制带宽、转矩观测等方法来进行对于齿槽转矩的影响的抑制，这不但减少了对于变频器控制器硬件更高性能的需求，增加了调试时的简便性，且也避免了由于运行中电梯曳引机转速的提高，以至齿槽转矩的变化加快一定程度后，而无法用提高硬件性能的方法来仰止齿槽转矩影响的问题。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种电梯用永磁同步曳引机齿槽转矩的补偿方法，其特征在于，所述电梯用永磁同步曳引机齿槽转矩的补偿方法时通过以下步骤来实现的：

(1)正常运行永磁同步曳引机时，通过位置传感器向变频器的控制回路传输曳引机转子的位置信号；

(2)在齿槽转矩计算模块中，对变频器储存单元中的齿槽转矩影响值表的数据进行查询，从而得到对应的齿槽转矩影响值，

(3)将得到转子的位置信号折算到虚拟齿槽周期的对应位置上，对查询到的齿槽转矩影响值进行齿槽转矩的线性插值运算，计算出相应位置处的齿槽转矩补偿的电流命令信号Iq2*；

(4)根据速度指令信号ω*和速度信息ω，速度调节器输出电流命令信号Iq1*；

(5)齿槽转矩计算模块输出的电流命令信号Iq2*，与速度调节器输出的电流命令信号Iq1*相结合，合成总的转矩电流命令信号Iq*，便可以实现对于永磁同步曳引机齿槽转矩的补偿与控制。

2.根据权利要求1中所述的一种电梯用永磁同步曳引机齿槽转矩的补偿方法，其特征在于，所述齿槽转矩影响值表是指在一个齿槽周期内，根据精度要求与记录空间限制对齿槽周期进行若干等分，从而按位置关系将检测出来的对应每一个位置的齿槽转矩影响值依次记录到变频器中，所形成的一张数据表。

3.根据权利要求2中所述的一种电梯用永磁同步曳引机齿槽转矩的补偿方法，其特征在于，所述齿槽周期是指将曳引机运转时通过的一个齿槽对应的空间角度，所折算成的一个完整周期。

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