CN106301100A - 一种永磁同步电机的自动标定方法、系统和控制器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一中永磁同步电机的自动标定方法、系统和控制器，该方法、系统和控制器应用于永磁同步电机的控制装置中，在控制永磁同步电机以预设参数开始运转的初始操作后，经过记录电机转矩操作、计算最大转矩操作、电流值步进操作后生成包含用于控制永磁同步电机正常运转的包含与每一当前驱动电流对应的电流值、转矩数组和角度数组的三维数表，即完成对永磁同步电机的电流与转矩进行的最优匹配。由于本方法、系统和控制器能够自动完成对永磁同步电机的标定，而无需手动干涉，因此能够解决传统手动标定工作过程繁琐、效率较低的问题。

Description

一种永磁同步电机的自动标定方法、系统和控制器

技术领域

本申请涉及电力拖动技术领域，更具体地说，涉及一种永磁同步电机的自动标定方法、系统和控制器。

背景技术

在对永磁同步电机进行控制时，一般利用最大转矩电流比算法对永磁同步电机的驱动电流和转矩进行优化匹配，对于隐极式永磁同步电机来说，交轴电感与直轴电感不相等，永磁同步电机存在两部分转矩，分别是永磁转矩和磁阻转矩。为了寻找驱动电流和转矩的最佳匹配，即使用最小的电流得到最大的转矩，一般采用拉格朗日极值定理的方法对转矩方程T_em＝1.5p[ψ_fi_q+(L_d-L_q)i_di_q]进行运算，从中找出交轴和直轴的电流偏导，从而求出电流和转矩的最优匹配，进而实现利用最小的驱动电流得到最大的转矩。

在对上述转矩方程进行求解过程中，利用与得到单位扭矩所对应的最小的交轴电流和直轴电流进行最优匹配，但是在实际运行中，永磁同步电机的交轴电感与直轴电感与电机的交轴电流、直轴电流的电流和温度均成非线性关联，且可测量难度极大，因此一般通过标定驱动电流对应的实际输出的转矩进行驱动电流与转矩的最优匹配。

现在一般采用人工方式对永磁同步电机进行标定，操作人员利用台架手动标定电机数据，整个过程需要经过大量标定工作量得到一个三维数表(其中包含驱动电流、与驱动电流对应的最大转矩和与该最大转矩对应的电流角度)，标定完成后的数据三维数表需要通过外部运算设备进行后处理，将其转换为适合电机软件程序的数据单位扭矩集成到电机控制器当中，且需要对该三维数表进行大量复杂的手工计算最终转换为电机控制器可应用的数据。整个工作过程繁琐，效率较低。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种永磁同步电机的自动标定方法、系统和控制器，用于对永磁同步电机的电流与转矩进行最优匹配，以解决传统手动标定工作过程繁琐、效率较低的问题。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

一种永磁同步电机的自动标定方法，包括如下操作：

启动永磁同步电机：以预设电流初始值和预设电流初始角度的驱动电流作为当前驱动电流驱动所述永磁同步电机运转；

记录电机转矩：将所述当前驱动电流的电流角度按预设角度标定步长进行增加，直到预设角度标定限值，并记录每次增加后所述永磁同步电机输出的转矩值和与所述转矩值相对应的电流角度；当所述当前驱动电流的电流角度达到或超过预设角度标定限值时执行计算最大转矩操作；

所述计算最大转矩：将所述记录电机转矩操作中得到的多个转矩值进行比较，找出并记录其中最大的转矩值，将其作为标定转矩值，并同时记录与所述标定转矩值对应的电流角度，并将其作为标定角度；当所述当前驱动电流的电流值达到或超过预设电流标定限值时，进行数表生成操作，否则，则执行电流值步进操作；

所述电流值步进：将所述永磁同步电机的驱动电流的电流角度置为所述预设电流初始角度、电流值提高预设电流标定步长，将调整后的所述永磁同步电机的驱动电流作为所述当前驱动电流驱动所述永磁同步电机运转，并执行所述记录电机转矩操作；

所述数表生成：将与每一所述当前驱动电流对应的所述标定转矩值记录为转矩数组，将与每一所述当前驱动电流所对应的所述标定角度记录为角度数组，生成包含述当前驱动电流的电流值、所述转矩数组和所述角度数组，用于控制所述永磁同步电机正常运转的三维数表。

可选的，还包括在所述启动永磁同步电机操作之前进行运行参数初始操作，其中：

所述运行参数初始：预置所述预设电流初始值、所述预设电流初始角度、所述预设角度标定步长、所述预设角度标定限值、所述预设电流标定步长和所述预设电流标定限值。

可选的，还包括数据后处理操作：

所述数据后处理：从所述三维数表查找与单位转矩相匹配的所述当前驱动电流的电流值和所述标定角度，将所述当前驱动电流的电流值作为标定电流值；得到包含多个与每一所述单位转矩对应的所述标定电流值和所述标定角度，将多个所述标定电流值作为标定电流值数组，将多个所述标定角度作为标定角度数组；进一步得到包含多个单位转矩、所述标定电流值数组和所述标定角度数组、用于控制所述永磁同步电机正常运转的最大转矩电流比三维控制数组。

可选的，所述根据所述三维数表查找与单位转矩相匹配的所述当前驱动电流的电流值和所述标定角度，包括：

将所述单位转矩从预设最小标定转矩开始按预设标定转矩步长增大至预设最大标定转矩；

在增大所述单位转矩过程中，将所述单位转矩与所述转矩数组中的所述标定转矩值进行对比，当所述标定转矩值处于以所述单位转矩为中心的预设阈值范围之内时，将与所述标定转矩值对应的所述当前驱动电流的电流值作为所述标定电流值，将所述标定电流值对应的电流角度作为所述标定角度。

所述预设阈值的下限为所述单位转矩减去预设转矩值，所述预设阈值的上限为所述单位转矩加上所述预设转矩值。

一种永磁同步电机的自动标定系统，包括启动模块、记录电机转矩模块、计算最大转矩模块、电流值步进模块和数表生成模块，其中：

所述启动模块用于以预设电流初始值和预设电流初始角度的驱动电流作为当前驱动电流驱动所述永磁同步电机运转；

所述记录电机转矩模块用于将所述当前驱动电流的电流角度按预设角度标定步长进行增加，直到预设角度标定限值，并记录每次增加后所述永磁同步电机输出的转矩值和与所述转矩值相对应的电流角度；当所述当前驱动电流的电流角度达到或超过预设角度标定限值时输出计算最大转矩信号；

所述计算最大转矩模块用于根据所述计算最大转矩信号将所述记录电机转矩操作中得到的多个转矩值进行比较，找出并记录其中最大的转矩值，将其作为标定转矩值，并同时记录与所述标定转矩值对应的电流角度，并将其作为标定角度；当所述当前驱动电流的电流值达到或超过预设电流标定限值时，输出数表生成信号，否则，则输出电流值步进信号；

所述电流值步进模块用于根据所述电流值步进信号将所述永磁同步电机的驱动电流的电流角度置为所述预设电流初始角度、电流值提高预设电流标定步长，将调整后的所述永磁同步电机的驱动电流作为所述当前驱动电流驱动所述永磁同步电机运转，并控制所述记录电机转矩模块再次工作；

所述数表生成模块用于根据所述数表生成信号将与每一所述当前驱动电流对应的所述标定转矩值记录为转矩数组，将与每一所述当前驱动电流所对应的所述标定角度记录为角度数组，生成包含述当前驱动电流的电流值、所述转矩数组和所述角度数组，用于控制所述永磁同步电机正常运转的三维数表。

可选的，还包括运行参数初始模块，其中：

所述运行参数初始模块用于预置所述预设电流初始值、所述预设电流初始角度、所述预设角度标定步长、所述预设角度标定限值、所述预设电流标定步长和所述预设电流标定限值。

可选的，还包括数据后处理模块，其中：

所述数据后处理模块用于从所述三维数表查找与单位转矩相匹配的所述当前驱动电流的电流值和所述标定角度，将所述当前驱动电流的电流值作为标定电流值；得到包含多个与每一所述单位转矩对应的所述标定电流值和所述标定角度，将多个所述标定电流值作为标定电流值数组，将多个所述标定角度作为标定角度数组；进一步得到包含多个单位转矩、所述标定电流值数组和所述标定角度数组、用于控制所述永磁同步电机正常运转的最大转矩电流比三维控制数组。

可选的，所述数据后处理模块包括单位转矩步进单元和转矩比对单元，其中：

所述单位转矩步进单元用于将所述单位转矩从预设最小标定转矩开始按预设标定转矩步长增大至预设最大标定转矩；

所述转矩比对单元用于在增大所述单位转矩过程中，将所述单位转矩与所述转矩数组中的所述标定转矩值进行对比，当所述标定转矩值处于以所述单位转矩为中心的预设阈值范围之内时，将与所述标定转矩值对应的所述当前驱动电流的电流值作为所述标定电流值，将所述标定电流值对应的电流角度作为所述标定角度。

所述预设阈值的下限为所述单位转矩减去预设转矩值，所述预设阈值的上限为所述单位转矩加上所述预设转矩值。

可选的，所述预设转矩值为0.2牛·米。

一种永磁体同步电机的控制器，应用于永磁同步电机拖动系统，设置有如上所述的自动标定系统。

从上述的技术方案可以看出，本申请公开了一中永磁同步电机的自动标定方法、系统和控制器，该方法、系统和控制器应用于永磁同步电机的控制装置中，在控制永磁同步电机以预设参数开始运转的初始操作后，经过记录电机转矩操作、计算最大转矩操作、电流值步进操作后生成包含用于控制永磁同步电机正常运转的包含与每一当前驱动电流对应的电流值、转矩数组和角度数组的三维数表，即完成对永磁同步电机的电流与转矩进行的最优匹配。由于本方法、系统和控制器能够自动完成对永磁同步电机的标定，而无需手动干涉，因此能够解决传统手动标定工作过程繁琐、效率较低的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种永磁同步电机的自动标定方法的流程图；

图2为本申请另一实施例提供的一种永磁同步电机的自动标定方法的流程图；

图3为本申请又一实施例提供的一种永磁同步电机的自动标定方法的流程图；

图4为本申请又一实施例提供的一种永磁同步电机的自动标定系统的示意图；

图5为本申请又一实施例提供的一种永磁同步电机的自动标定系统的示意图；

图6为本申请又一实施例提供的一种永磁同步电机的自动标定系统的示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例一

图1为本申请实施例提供的一种永磁同步电机的自动标定方法的流程图。

如图1所示，本实施例提供的自动标定方法适用于永磁同步电机的控制装置，该自动标定方法包括如下操作或步骤：

S101：启动永磁同步电机。

向永磁同步电机的电能输入端输出驱动电流，该驱动电流的电流值为提前预设的预设电流初始值、电流角度为预设电流初始角度。

S102：记录电机转矩。

保持驱动电流的电流值不变，将驱动电流的电流角度从预设电流初始角度按预设角度标定步长进行逐步增加，直到预设角度标定限值，在每增加一次时同步记录永磁同步电机输出的转矩值和该转矩值对应的电流角度，当电流角度达到或超过预设角度标定限值时停止增加，将该预设角度标定限值作为该电流角度，并开始执行计算最大转矩操作。

S103：计算最大转矩。

将记录电机转矩操作中获得的对应该驱动电流的多个转矩值进行比较，从中选出最大的转矩值，同时记录该驱动电流的电流值、该转矩值和与该转矩值对应的电流角度，并将该转矩值记为标定转矩值，将该电流角度记为标定角度。

S104：电流值判定。

对当前驱动电流的电流值进行判断，当该电流值达到或超过预设电流标定限值时进行数表生成操作，否则执行电流值步进操作。

S105：电流值步进。

将永磁同步电机的驱动电流的电流角度重置为预设电流初始角度，再将该驱动电流的电流值提高预设电流标定步长，将调整后的驱动电流作为当前驱动电流输出到永磁同步电机，并返回到记录电机转矩步骤。

S106：数表生成。

将从预设电流初始值开始经过按预设电流标定步长提高到预设电流标定限值中每一步对驱动电流的提高所对应标定转矩值记为转矩数组，将与每一标定转矩值对应的电流角度记录为角度数组，并生成用于控制永磁同步电机正常运转的包含与每一当前驱动电流对应的电流值、转矩数组和角度数组的三维数表。

从上述技术方案可以看出，本实施例提供了一中永磁同步电机的自动标定方法，该方法应用于永磁同步电机的控制装置中，该方法在控制永磁同步电机以预设参数开始运转的初始操作后，经过记录电机转矩操作、计算最大转矩操作、电流值步进操作后生成包含用于控制永磁同步电机正常运转的包含与每一当前驱动电流对应的电流值、转矩数组和角度数组的三维数表，即完成对永磁同步电机的电流与转矩进行的最优匹配。由于本方法能够自动完成对永磁同步电机的标定，而无需手动干涉，因此能够解决传统手动标定工作过程繁琐、效率较低的问题。

实施例二

图2为本申请另一实施例提供的一种永磁同步电机的自动标定方法的流程图。

本实施例提供的自动波标定方法是在对永磁同步电机进行启动永磁同步电机操作之前执行运行参数初始操作，包括该运行参数初始操作的完整自动标定方法如图2所示。

S201：运行参数初始。

本步骤用于预置对永磁同步电机进行自动标定所需要的各个预设参数，这些预设参数包括预设电流初始值、预设电流初始角度、预设角度标定步长、预设角度标定限值、预设电流标定步长和预设电流标定限值。

在进行自动标定时，可以根据永磁同步电机的实际型号和实际运行环境确定上述参数，有些参数是根据工程实践或经验进行确定的，并且能够根据实际情况进行变更。

S202：启动永磁同步电机。

向永磁同步电机的电能输入端输出驱动电流，该驱动电流的电流值为提前预设的预设电流初始值、电流角度为预设电流初始角度。

S203：记录电机转矩。

保持驱动电流的电流值不变，将驱动电流的电流角度从预设电流初始角度按预设角度标定步长进行逐步增加，直到预设角度标定限值，在每增加一次时同步记录永磁同步电机输出的转矩值和该转矩值对应的电流角度，当电流角度达到或超过预设角度标定限值时停止增加，将该预设角度标定限值作为该电流角度，并开始执行计算最大转矩操作。

S204：计算最大转矩。

将记录电机转矩操作中获得的对应该驱动电流的多个转矩值进行比较，从中选出最大的转矩值，同时记录该驱动电流的电流值、该转矩值和与该转矩值对应的电流角度，并将该转矩值记为标定转矩值，将该电流角度记为标定角度。

S205：电流值判定。

对当前驱动电流的电流值进行判断，当该电流值达到或超过预设电流标定限值时进行数表生成操作，否则执行电流值步进操作。

S206：电流值步进。

将永磁同步电机的驱动电流的电流角度重置为预设电流初始角度，再将该驱动电流的电流值提高预设电流标定步长，将调整后的驱动电流作为当前驱动电流输出到永磁同步电机，并返回到记录电机转矩步骤。

S207：数表生成。

将从预设电流初始值开始经过按预设电流标定步长提高到预设电流标定限值中每一步对驱动电流的提高所对应标定转矩值记为转矩数组，将与每一标定转矩值对应的电流角度记录为角度数组，并生成用于控制永磁同步电机正常运转的包含与每一当前驱动电流对应的电流值、转矩数组和角度数组的三维数表。

实施例三

图3为本申请又一实施例提供的一种永磁同步电机的自动标定方法的流程图。

实施例一和实施例二所得到的三维数表能够满足永磁同步电机按最大转矩电流比算法进行运转所需要的电流与转矩的优化匹配，但是在实际工作中，需要对根据需要输出的单位转矩匹配相应的驱动电流，即根据单位转矩确定驱动电流的电流值和电流角度，为此在上一实施例的基础上增设了数据后处理操作，包含数据后处理操作的完整自动标定方法的流程图如图3所示。

S301：运行参数初始。

本步骤用于预置对永磁同步电机进行自动标定所需要的各个预设参数，这些预设参数包括预设电流初始值、预设电流初始角度、预设角度标定步长、预设角度标定限值、预设电流标定步长和预设电流标定限值。

在进行自动标定时，可以根据永磁同步电机的实际型号和实际运行环境确定上述参数，有些参数是根据工程实践或经验进行确定的，并且能够根据实际情况进行变更。

S302：启动永磁同步电机。

向永磁同步电机的电能输入端输出驱动电流，该驱动电流的电流值为提前预设的预设电流初始值、电流角度为预设电流初始角度。

S303：记录电机转矩。

保持驱动电流的电流值不变，将驱动电流的电流角度从预设电流初始角度按预设角度标定步长进行逐步增加，直到预设角度标定限值，在每增加一次时同步记录永磁同步电机输出的转矩值和该转矩值对应的电流角度，当电流角度达到或超过预设角度标定限值时停止增加，将该预设角度标定限值作为该电流角度，并开始执行计算最大转矩操作。

S304：计算最大转矩。

将记录电机转矩操作中获得的对应该驱动电流的多个转矩值进行比较，从中选出最大的转矩值，同时记录该驱动电流的电流值、该转矩值和与该转矩值对应的电流角度，并将该转矩值记为标定转矩值，将该电流角度记为标定角度。

S305：电流值判定。

对当前驱动电流的电流值进行判断，当该电流值达到或超过预设电流标定限值时进行数表生成操作，否则执行电流值步进操作。

S306：电流值步进。

将永磁同步电机的驱动电流的电流角度重置为预设电流初始角度，再将该驱动电流的电流值提高预设电流标定步长，将调整后的驱动电流作为当前驱动电流输出到永磁同步电机，并返回到记录电机转矩步骤。

S307：数表生成。

将从预设电流初始值开始经过按预设电流标定步长提高到预设电流标定限值中每一步对驱动电流的提高所对应标定转矩值记为转矩数组，将与每一标定转矩值对应的电流角度记录为角度数组，并生成用于控制永磁同步电机正常运转的包含与每一当前驱动电流对应的电流值、转矩数组和角度数组的三维数表。

S308：数据后处理。

从上述三维数表查找与单位转矩相匹配的当前驱动电流的电流值和标定角度，将该电流值作为标定电流值；然后计算多个单位转矩所一一对应的标定电流值和该标定角度，将得到的多个标定电流值记录为标定电流值数组，将多个标定角度记录为标定角度数组；进一步得到包含多个单位转矩、标定电流值数组和标定角度数组、用于控制永磁同步电机正常运转的最大转矩电流比三维控制数组。

经过数据后处理的最大转矩电流比三维控制数组即能够输入到永磁同步电机的控制装置中，作为其中的控制程序所依据的控制参数实现对永磁同步电机进行最优控制。

优选的，该数据后处理操作中对查找并确定与单位转矩相对应的标定电流值和标定角度由下述步骤获取：

步骤1：将单位转矩从预设最小标定转矩开始按预设标定转矩步长增大至预设最大标定转矩；

步骤2：在增大该单位转矩过程中，将单位转矩与转矩数组中的标定转矩值进行对比，当标定转矩值处于以单位转矩为中心的预设阈值范围之内时，将与标定转矩值对应的当前驱动电流的电流值作为该标定电流值，将该标定电流值对应的电流角度作为标定角度。

优选的，上面所提及的预设阈值范围的下限为单位转矩与预设转矩值的差值，预设阈值的上限为单位转矩与预设转矩值的和，该预设转矩值优选0.2牛·米。

实施例四

图4为本申请又一实施例提供的一种永磁同步电机的自动标定系统的示意图。

如图4所示，本实施例提供的自动标定系统应用于永磁同步电机的控制装置，该自动标定系统包括启动模块10、记录电机转矩模块20、计算最大转矩模块30、电流值步进模块40和数表生成模块50。

启动模块10用于向永磁同步电机的电能输入端输出驱动电流，该驱动电流的电流值为提前预设的预设电流初始值、电流角度为预设电流初始角度。

记录电机转矩模块20用于在永磁同步电机启动后记录电机转矩。

具体为保持驱动电流的电流值不变，将驱动电流的电流角度从预设电流初始角度按预设角度标定步长进行逐步增加，直到预设角度标定限值，在每增加一次时同步记录永磁同步电机输出的转矩值和该转矩值对应的电流角度，当电流角度达到或超过预设角度标定限值时停止增加，将该预设角度标定限值作为该电流角度，并输出计算最大转矩信号。

计算最大转矩模块30用于根据输出计算最大转矩信号计算最大转矩。

具体说是将记录电机转矩操作中获得的对应该驱动电流的多个转矩值进行比较，从中选出最大的转矩值，同时记录该驱动电流的电流值、该转矩值和与该转矩值对应的电流角度，并将该转矩值记为标定转矩值，将该电流角度记为标定角度。并进一步对对当前驱动电流的电流值进行判断，当该电流值达到或超过预设电流标定限值时进行数表生成信号，否则输出电流值步进信号。

电流值步进模块40用于根据电流值步进信号将永磁同步电机的驱动电流的电流角度重置为预设电流初始角度，再将该驱动电流的电流值提高预设电流标定步长，将调整后的驱动电流作为当前驱动电流输出到永磁同步电机，并控制记录电机转矩模块20再次工作。

数表生成模块50用于根据数表生成信号将从预设电流初始值开始经过按预设电流标定步长提高到预设电流标定限值中每一步对驱动电流的提高所对应标定转矩值记为转矩数组，将与每一标定转矩值对应的电流角度记录为角度数组，并生成用于控制永磁同步电机正常运转的包含与每一当前驱动电流对应的电流值、转矩数组和角度数组的三维数表。

从上述技术方案可以看出，本实施例提供了一中永磁同步电机的自动标定系统，该系统应用于永磁同步电机的控制装置中，该系统在控制永磁同步电机以预设参数开始运转的初始操作后，经过记录电机转矩操作、计算最大转矩操作、电流值步进操作后生成包含用于控制永磁同步电机正常运转的包含与每一当前驱动电流对应的电流值、转矩数组和角度数组的三维数表，即完成对永磁同步电机的电流与转矩进行的最优匹配。由于本系统能够自动完成对永磁同步电机的标定，而无需手动干涉，因此能够解决传统手动标定工作过程繁琐、效率较低的问题。

实施例五

图5为本申请另一实施例提供的一种永磁同步电机的自动标定系统的示意图。

如图5所示，本实施例提供的自动波标定系统是在上一实施例提供的自动标定系统的基础上增设了参数初始模块60。

该参数初始模块60用于预置对永磁同步电机进行自动标定所需要的各个预设参数，这些预设参数包括预设电流初始值、预设电流初始角度、预设角度标定步长、预设角度标定限值、预设电流标定步长和预设电流标定限值。

在进行自动标定时，可以根据永磁同步电机的实际型号和实际运行环境确定上述参数，有些参数是根据工程实践或经验进行确定的，并且能够根据实际情况进行变更。

实施例六

图6为本申请又一实施例提供的一种永磁同步电机的自动标定系统的示意图。

实施例四和实施例五所得到的三维数表能够满足永磁同步电机按最大转矩电流比算法进行运转所需要的电流与转矩的优化匹配，但是在实际工作中，需要对根据需要输出的单位转矩匹配相应的驱动电流，即根据单位转矩确定驱动电流的电流值和电流角度，为此在上一实施例的基础上增设了数据后处理模块70，如图3所示。

数据后处理模块70用于从上述三维数表查找与单位转矩相匹配的当前驱动电流的电流值和标定角度，将该电流值作为标定电流值；然后计算多个单位转矩所一一对应的标定电流值和该标定角度，将得到的多个标定电流值记录为标定电流值数组，将多个标定角度记录为标定角度数组；进一步得到包含多个单位转矩、标定电流值数组和标定角度数组、用于控制永磁同步电机正常运转的最大转矩电流比三维控制数组。

经过数据后处理模块70处理后的最大转矩电流比三维控制数组即能够输入到永磁同步电机的控制装置中，作为其中的控制程序所依据的控制参数实现对永磁同步电机进行最优控制。

优选的，该数据后处理模块70包括单位转矩步进单元(未示出)和转矩对比单元(未示出)，其中：

单位转矩步进单元用于将单位转矩从预设最小标定转矩开始按预设标定转矩步长增大至预设最大标定转矩；

转矩对比单元用于在单位转矩步进单元增大该单位转矩过程中，将单位转矩与转矩数组中的标定转矩值进行对比，当标定转矩值处于以单位转矩为中心的预设阈值范围之内时，将与标定转矩值对应的当前驱动电流的电流值作为该标定电流值，将该标定电流值对应的电流角度作为标定角度。

优选的，上面所提及的预设阈值范围的下限为单位转矩与预设转矩值的差值，预设阈值的上限为单位转矩与预设转矩值的和，该预设转矩值优选0.2牛·米。

实施例七

本实施例提供一种永磁同步电机的控制器，该控制器应用于永磁同步电机拖动系统中，其设置有如上任意实施例所提供的永磁同步电机的自动标定系统。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种永磁同步电机的自动标定方法，其特征在于，包括如下操作：

启动永磁同步电机：以预设电流初始值和预设电流初始角度的驱动电流作为当前驱动电流驱动所述永磁同步电机运转；

记录电机转矩：将所述当前驱动电流的电流角度按预设角度标定步长进行增加，直到预设角度标定限值，并记录每次增加后所述永磁同步电机输出的转矩值和与所述转矩值相对应的电流角度；当所述当前驱动电流的电流角度达到或超过预设角度标定限值时执行计算最大转矩操作；

所述计算最大转矩：将所述记录电机转矩操作中得到的多个转矩值进行比较，找出并记录其中最大的转矩值，将其作为标定转矩值，并同时记录与所述标定转矩值对应的电流角度，并将其作为标定角度；当所述当前驱动电流的电流值达到或超过预设电流标定限值时，进行数表生成操作，否则，则执行电流值步进操作；

所述电流值步进：将所述永磁同步电机的驱动电流的电流角度置为所述预设电流初始角度、电流值提高预设电流标定步长，将调整后的所述永磁同步电机的驱动电流作为所述当前驱动电流驱动所述永磁同步电机运转，并执行所述记录电机转矩操作；

所述数表生成：将与每一所述当前驱动电流对应的所述标定转矩值记录为转矩数组，将与每一所述当前驱动电流所对应的所述标定角度记录为角度数组，生成包含述当前驱动电流的电流值、所述转矩数组和所述角度数组，用于控制所述永磁同步电机正常运转的三维数表。

2.如权利要求1所述的自动标定方法，其特征在于，还包括在所述启动永磁同步电机操作之前进行运行参数初始操作，其中：

所述运行参数初始：预置所述预设电流初始值、所述预设电流初始角度、所述预设角度标定步长、所述预设角度标定限值、所述预设电流标定步长和所述预设电流标定限值。

3.如权利要求1所述的自动标定方法，其特征在于，还包括数据后处理操作：

所述数据后处理：从所述三维数表查找与单位转矩相匹配的所述当前驱动电流的电流值和所述标定角度，将所述当前驱动电流的电流值作为标定电流值；得到包含多个与每一所述单位转矩对应的所述标定电流值和所述标定角度，将多个所述标定电流值作为标定电流值数组，将多个所述标定角度作为标定角度数组；进一步得到包含多个单位转矩、所述标定电流值数组和所述标定角度数组、用于控制所述永磁同步电机正常运转的最大转矩电流比三维控制数组。

4.如权利要求3所述的自动标定方法，其特征在于，所述根据所述三维数表查找与单位转矩相匹配的所述当前驱动电流的电流值和所述标定角度，包括：

将所述单位转矩从预设最小标定转矩开始按预设标定转矩步长增大至预设最大标定转矩；

在增大所述单位转矩过程中，将所述单位转矩与所述转矩数组中的所述标定转矩值进行对比，当所述标定转矩值处于以所述单位转矩为中心的预设阈值范围之内时，将与所述标定转矩值对应的所述当前驱动电流的电流值作为所述标定电流值，将所述标定电流值对应的电流角度作为所述标定角度；

所述预设阈值的下限为所述单位转矩减去预设转矩值，所述预设阈值的上限为所述单位转矩加上所述预设转矩值。

5.一种永磁同步电机的自动标定系统，其特征在于，包括启动模块、记录电机转矩模块、计算最大转矩模块、电流值步进模块和数表生成模块，其中：

所述启动模块用于以预设电流初始值和预设电流初始角度的驱动电流作为当前驱动电流驱动所述永磁同步电机运转；

所述记录电机转矩模块用于将所述当前驱动电流的电流角度按预设角度标定步长进行增加，直到预设角度标定限值，并记录每次增加后所述永磁同步电机输出的转矩值和与所述转矩值相对应的电流角度；当所述当前驱动电流的电流角度达到或超过预设角度标定限值时输出计算最大转矩信号；

所述计算最大转矩模块用于根据所述计算最大转矩信号将所述记录电机转矩操作中得到的多个转矩值进行比较，找出并记录其中最大的转矩值，将其作为标定转矩值，并同时记录与所述标定转矩值对应的电流角度，并将其作为标定角度；当所述当前驱动电流的电流值达到或超过预设电流标定限值时，输出数表生成信号，否则，则输出电流值步进信号；

所述电流值步进模块用于根据所述电流值步进信号将所述永磁同步电机的驱动电流的电流角度置为所述预设电流初始角度、电流值提高预设电流标定步长，将调整后的所述永磁同步电机的驱动电流作为所述当前驱动电流驱动所述永磁同步电机运转，并控制所述记录电机转矩模块再次工作；

所述数表生成模块用于根据所述数表生成信号将与每一所述当前驱动电流对应的所述标定转矩值记录为转矩数组，将与每一所述当前驱动电流所对应的所述标定角度记录为角度数组，生成包含述当前驱动电流的电流值、所述转矩数组和所述角度数组，用于控制所述永磁同步电机正常运转的三维数表。

6.如权利要求5所述的自动标定系统，其特征在于，还包括运行参数初始模块，其中：

所述运行参数初始模块用于预置所述预设电流初始值、所述预设电流初始角度、所述预设角度标定步长、所述预设角度标定限值、所述预设电流标定步长和所述预设电流标定限值。

7.如权利要求5所述的自动标定系统，其特征在于，还包括数据后处理模块，其中：

所述数据后处理模块用于从所述三维数表查找与单位转矩相匹配的所述当前驱动电流的电流值和所述标定角度，将所述当前驱动电流的电流值作为标定电流值；得到包含多个与每一所述单位转矩对应的所述标定电流值和所述标定角度，将多个所述标定电流值作为标定电流值数组，将多个所述标定角度作为标定角度数组；进一步得到包含多个单位转矩、所述标定电流值数组和所述标定角度数组、用于控制所述永磁同步电机正常运转的最大转矩电流比三维控制数组。

8.如权利要求7所述的自动标定系统，其特征在于，所述数据后处理模块包括单位转矩步进单元和转矩比对单元，其中：

所述单位转矩步进单元用于将所述单位转矩从预设最小标定转矩开始按预设标定转矩步长增大至预设最大标定转矩；

所述转矩比对单元用于在增大所述单位转矩过程中，将所述单位转矩与所述转矩数组中的所述标定转矩值进行对比，当所述标定转矩值处于以所述单位转矩为中心的预设阈值范围之内时，将与所述标定转矩值对应的所述当前驱动电流的电流值作为所述标定电流值，将所述标定电流值对应的电流角度作为所述标定角度；

所述预设阈值的下限为所述单位转矩减去预设转矩值，所述预设阈值的上限为所述单位转矩加上所述预设转矩值。

9.如权利要求8所述的自动标定系统，其特征在于，所述预设转矩值为0.2牛·米。

10.一种永磁体同步电机的控制器，应用于永磁同步电机拖动系统，其特征在于，设置有如权利要求5～9任一项所述的自动标定系统。