CN108900121B - 电机初始相位和相序检测方法及永磁同步电机控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种电机初始相位和相序检测方法及永磁同步电机控制系统。其中,该电机初始相位和相序检测方法应用于永磁同步电机控制系统,该方法包括:依次利用编码器分别获取电机转子转动至Q轴的第一位移数据、由Q轴转动至D轴的第二位移数据、由D轴转动至‑Q轴的第三位移数据和由‑Q轴转动至D轴的第四位移数据;根据所述第二位移数据、第四位移数据和该编码器的线数值,获得所述待检测电机的初始相位信息;根据所述第一位移数据、第二位移数据和该编码器的线数值,确定所述待检测电机的相序。也就是,不仅可以自动检测转子的初始相位还可以自动检测电机接线相序,并克服摩擦力带来的影响,提高初始相位的检测精度。
Description
技术领域
本发明涉及电机技术领域,具体而言,涉及一种电机初始相位和相序检测方法及永磁同步电机控制系统。
背景技术
永磁同步电机在很多场合下均需要按照电机的uvw相序进行接线才能够正常控制,这就会使用户拘泥于固定的接线方式,一旦接错,将会导致电机运行异常,严重可导致人员的伤亡。并且很多检测手段是手动完成的,无法自动化实现,而当前缺乏相序检测的功能。除此之外,目前很多电机初始相位的检测方法精度低,影响电机运行效率,并且只有准确获取转子的初始相位才可以使得电机发挥最大的扭矩性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电机初始相位和相序检测方法及永磁同步电机控制系统,以解决上述问题。
为了解决上述问题,本发明实施例采用的技术方案如下:
本发明实施例提供了一种电机初始相位和相序检测方法,应用于永磁同步电机控制系统,所述永磁同步电机控制系统包括待检测电机及编码器,所述待检测电机的电机转子与所述编码器同轴连接,所述方法包括:利用所述编码器依次获取所述电机转子转动至Q轴的第一位移数据、由所述Q轴转动至D轴的第二位移数据、由所述D轴转动至-Q轴的第三位移数据和由所述-Q轴转动至所述D轴的第四位移数据;根据所述第二位移数据、第四位移数据和该编码器的线数值,获得所述待检测电机的初始相位信息;根据所述第一位移数据、第二位移数据和该编码器的线数值,确定所述待检测电机的相序。
本发明实施例还提供了一种永磁同步电机控制系统,所述永磁同步电机控制系统包括控制单元、待检测电机及编码器,所述控制单元分别与所述待检测电机的电机转子及编码器电性连接,所述电机转子与所述编码器之间同轴连接;所述控制单元所述编码器利用获取所述电机转子转动至Q轴的第一位移数据、由所述Q轴转动至D轴的第二位移数据、由所述D轴转动至-Q轴的第三位移数据和由所述-Q轴转动至所述D轴的第四位移数据;所述控制单元根据所述第二位移数据、第四位移数据和该编码器的线数值,获得所述待检测电机的初始相位信息;所述控制单元根据所述第一位移数据、第二位移数据和该编码器的线数值,确定所述待检测电机的相序。
与现有技术相比,本发明提供的一种电机初始相位和相序检测方法,通过依次利用所述编码器分别获取所述电机转子转动至Q轴的第一位移数据、由所述Q轴转动至D轴的第二位移数据、由所述D轴转动至-Q轴的第三位移数据和由所述-Q轴转动至所述D轴的第四位移数据,再将第二位移数据与所述第四位移数据与该编码器的线数值之间的比较结果判断待检测电机的初始相位信息。同时还能根据所述第一位移数据、第二位移数据和编码器线数值,确定所述待检测电机的相序。也就是,不仅可以自动检测转子的初始相位还可以自动检测电机接线相序,并通过D轴左右方向运动取平均的方式克服摩擦力带来的影响,提高初始相位的检测精度,使得电机可以发挥出最大的扭矩性能。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,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相关的附图。
图1示出了本发明较佳实施例提供的永磁同步电机控制系统的示意图。
图2示出了本发明较佳实施例提供的一种电机初始相位和相序检测方法的步骤流程图。
图3为图2中步骤S101的子步骤流程图。
图4示出了本发明较佳实施例提供的确定初始相位的原理图之一。
图5示出了本发明较佳实施例提供的确定初始相位的原理图之二。
图6示出了本发明较佳实施例提供的确定初始相位的原理图之三。
图7示出了本发明较佳实施例提供的确定初始相位的原理图之四。
图8示出了本发明较佳实施例提供的确定初始相位的原理图之五。
图标:100-永磁同步电机控制系统;10-控制单元;20-待检测电机;30-编码器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图,对本发明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发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
对于永磁同步电机控制系统而言,无论是初始相序还是转子的初始相位均很重要且需要了解的状态参数。在很多场合下电机需要按照电机的uvw相序进行接线才能够正常控制,为了确保相序准确通常采用手动设置的方式,无法完成自动化,因为一旦出错,在电机运行过程中就会对相关人员造成损害,同时当前的电机控制系统也缺乏相序检测的功能。除此之外,很多当前电机控制系统无法准确检测转子初始相位,而转子初始相位的准确获取对于电机的扭矩性能至关重要。
相关技术中,为了获取初始的相序通常会采用以下方法:
1、在给定角度加脉冲电压,再测量id和iq电流大小进而分析初始相位,这种方法的缺点在于精度只有7.5°,电压大小不好控制,为了让电机尽量不动,无反电动势,易过流导致初始相位检测失败。
2、采用相电流变化率与角度对应关系的方法确定初始相位,其缺点是计算复杂,并且运算中用到了电机的电感等参数,而电感等参数会随着频率和温度的变化而变化,无法获取准确的位移数据。
3、直接加电压拖动到初始位置的方法,其缺点是电压阶跃冲击大,拖动到位后会有一定时间的振动才能稳定。并且如果刚好位置在d轴的反方向该方法会失效。
4、给定虚拟角度测定初始位置的方法的缺点是实现方式上较为复杂,并且为了让电机微动需要考虑摩擦力的影响。
因此,本发明实施例提供了一种电机初始相位和相序检测方法及永磁同步电机控制系统,以解决上述问题。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时,在本发明的描述中,术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
第一实施例
请参考图1,图1为本发明较佳实施例提供的永磁同步电机控制系统100的示意图。如图1所示,该永磁同步电机控制系统100包括控制单元10、待检测电机20及编码器30。控制单元10与编码器30电性连接,例如可以是电气连接,编码器30通过协议传输将其采集到的数据发送至控制单元10进行处理。待检测电机20的电机转子与所述编码器30连接。可选地,电机转子与所述编码器30之间同轴连接,编码器30可以记录转子的位移信息。控制单元10还与电机转子电性连接。
在本发明实施例中,控制单元10利用所述编码器30分别获取所述电机转子转动至Q轴的第一位移数据、由所述Q轴转动至D轴的第二位移数据、由所述D轴转动至-Q轴的第三位移数据和由所述-Q轴转动至所述D轴的第四位移数据。所述控制单元10根据所述第二位移数据、第四位移数据和该编码器30的线数值,获得所述待检测电机20的初始相位信息,所述控制单元10根据所述第一位移数据、第二位移数据和该编码器30的线数值,确定所述待检测电机20的相序。
需要说明的是,上述待检测电机20可以是永磁同步电机。上述Q轴是指永磁同步电机的交轴,D轴是指永磁同步电机的直轴。
可选地,控制单元10可以先计算所述第一位移数据与第二位移数据之间的第一差值。将所述第一差值与所述编码器30的线数值的一半的正值或负值进行比较:
若所述第一差值大于零且该第一差值小于所述编码器30的线数值一半的正值,则判定所述待检测电机20接线为正相序。
或者若所述第一差值小于零且该第一差值小于所述编码器30的线数值一半的负值,则也判定所述待检测电机20接线为正相序。
若所述第一差值小于零且该第一差值大于所述编码器30的线数值一半的负值,则判定所述待检测电机20接线为负相序。
或者若所述第一差值大于零且该第一差值大于所述编码器30的线数值一半的正值,也判定所述待检测电机20接线为负相序。
在本发明实施例中,在本发明实施例中,上述控制单元10包括中央处理器(Central Processing Unit,CPU)及内存。上述CPU与电机转子及编码器30电性连接,上述内存与CPU电性连接。CPU控制所述待检测电机20进入Q轴电流控制阶段,以带动所述电机转子向所述Q轴转动。在所述电机转子转动至所述Q轴时,所述CPU从所述编码器30接收采集到的所述第一位移数据,并存储于所述内存。所述CPU控制所述待检测电机20进入D轴电流控制阶段,以带动所述电机转子向所述D轴转动。在所述电机转子转动至所述D轴时,所述CPU从所述编码器30接收采集到的所述第二位移数据,并存储于所述内存。所述CPU控制所述待检测电机20进入-Q轴电流控制阶段,以带动所述电机转子向所述-Q轴转动。在所述电机转子转动至所述-Q轴时,所述CPU从所述编码器30接收采集到的所述第三位移数据,并存储于所述内存。所述CPU控制所述待检测电机20进入所述D轴电流控制阶段,以带动所述电机转子向所述D轴转动。在所述电机转子转动至所述D轴时,所述CPU从所述编码器30接收采集到的所述第四位移数据,并存储于内存。
第二实施例
请参考图2,图2为本发明较佳实施例提供的一种电机初始相位和相序检测方法的步骤流程图。该电机初始相位和相序检测方法应用于上述的永磁同步电机控制系统100,旨在自动且精准的检测永磁同步电机控制系统100的初始相位及相序。
如图2所示,上述电机初始相位和相序检测方法包括以下步骤:
步骤S101,利用所述编码器30分别获取所述电机转子转动至Q轴的第一位移数据、由所述Q轴转动至D轴的第二位移数据、由所述D轴转动至-Q轴的第三位移数据和由所述-Q轴转动至所述D轴的第四位移数据。
在本发明实施例中,如图3所示,上述步骤S101包括以下子步骤:
子步骤S1011,进入Q轴电流控制阶段,以控制所述电机转子向所述Q轴转动。
在本发明实施例中,上述进入Q轴电流控制阶段的方式包括:在电流闭环控制模式下,施加闭环的Q轴电流指令。优选地,上述Q轴电流指令为斜坡电流信号。通过采用电流闭环的方式,Q轴电流指令(即,Iq),以斜坡的方式缓慢增加控制量,防止阶跃的冲击,并且不受电机参数的影响。并设定Iq最大的阀值(该阀值可根据不同的功率段不同而设置不同)。
子步骤S1012,在所述电机转子转动至Q轴时,从编码器30获取第一位移数据。
在本发明实施例中,通过编码器30记录电机转子从初始位置转动至Q轴所对应的第一位移数据。
子步骤S1013,进入D轴电流控制阶段,以控制所述电机转子向所述D轴转动。
在本发明实施例中,上述进入D轴电流控制阶段的方式包括:在电流闭环控制模式下,施加闭环的D轴电流指令。优选地,上述D轴电流指令为斜坡电流信号。通过采用电流闭环的方式,D轴电流指令(即,Id),以斜坡的方式缓慢增加控制量,防止阶跃的冲击,并且不受电机参数的影响。并设定Id最大的阀值(该阀值可根据不同的功率段不同而设置不同)。
子步骤S1014,在所述电机转子转动至所述D轴时,从所述编码器30获取所述第二位移数据。
在本发明实施例中,通过编码器30记录电机转子从Q轴转动至D轴所对应的第二位移数据。
子步骤S1015,进入-Q轴电流控制阶段,以控制所述电机转子向所述-Q轴转动。
在本发明实施例中,上述进入-Q轴电流控制阶段的方式包括:在电流闭环控制模式下,施加闭环的-Q轴电流指令。优选地,上述-Q轴电流指令为斜坡电流信号。通过采用电流闭环的方式,-Q轴电流指令(即,-Iq),以斜坡的方式缓慢增加控制量,防止阶跃的冲击,并且不受电机参数的影响。并设定-Iq最大的阀值(该阀值可根据不同的功率段不同而设置不同)。
子步骤S1016,在电机转子转动至所述-Q轴时,从所述编码器30获取所述第三位移数据。
在本发明实施例中,通过编码器30记录电机转子从D轴转动至-Q轴所对应的第三位移数据。
子步骤S1017,进入所述D轴电流控制阶段,以控制所述电机转子向所述D轴转动。
在本发明实施例中,再次在电流闭环控制模式下,施加闭环的D轴电流指令。以带动电机转子向所述D轴转动。
子步骤S1018,在所述电机转子转动至所述D轴时,从所述编码器30获取所述第四位移数据。
在本发明实施例中,通过编码器30记录电机转子从-Q轴转动至D轴所对应的第四位移数据。
进一步地,本发明实施例提供的电机初始相位和相序检测方法在步骤S101之前还可以包括:响应用户操作,进入电机初始相位检测模式。具体为,获取用户设置的模式,并进入电机初始相位检测模式。在启动执行电机初始相位和相序检测相关的软件后,并开始计时,以便在计数结果满足预设条件时,控制进入对应的电流控制阶段,其中,所述电流控制阶段包括所述Q轴电流控制阶段、D轴电流控制阶段及-Q轴电流控制阶段。也就是,根据计数结果控制依次进入各个电流控制阶段,以实现精准的控制。
步骤S102,根据所述第二位移数据、第四位移数据和该编码器30的线数值,获得所述待检测电机20的初始相位信息。
作为一种实施方式,可以是根据所述第二位移数据、第四位移数据和该编码器30的线数值的一半,获得所述待检测电机20的初始相位信息。具体为:先计算所述第二位移数据与第四位移数据之间的第二差值,将所述第二差值分别与所述编码器30的线数值一半的正值和所述编码器30的线数值一半的负值进行比较。
若所述第二差值大于所述编码器30的线数值一半的负值且小于所述编码器30的线数值一半的正值,如图4所示,则判定所述初始相位信息为所述的第二位移数据和所述的第四位移数据之间的第一平均值。应当理解的,图4中标记的第二位移数据与第四位移数据之间实际上很小。
然而,如果第二差值不属于大于所述编码器30的线数值一半的负值且小于所述编码器30的线数值一半的正值这一阈值区间时,则表明编码器30存在过圈的情况。当存在过圈问题时,可以包括以下情形,为了方便描述,以图5~图8作为示例:
1、如图5所示,若第二差值小于零且小于所述编码器30的线数值一半的负值,同时第四位移数据相较于第二位移数据离编码器30的零点较远,可以通过将所述编码器30的线数值与所述第四位移数据之间的差值作为第五位移数据。计算所述第五位移数据与所述第二位移数据之间的第二平均值,将所述第二平均值与所述第四位移数据之和作为初始相位信息。需要说明的是,在第五位移数据大于所述第二位移数据时,判断第四位移数据相较于第二位移数据离编码器30的零点较远。
2、如图6所示,若第二差值小于零且小于所述编码器30的线数值一半的负值,同时第四位移数据相较于第二位移数据离编码器30的零点较近,可以通过将所述编码器30的线数值与所述第四位移数据之间的差值作为第五位移数据。计算所述第五位移数据与所述第二位移数据之间的第二平均值,将所述第二位移数据与所述第二平均值之差作为初始相位信息。需要说明的是,在所述第五位移数据小于或等于所述第二位移数据时,判断第四位移数据相较于第二位移数据离编码器30的零点较近。
3、如图7所示,若所述第二差值大于零且大于所述编码器30的线数值一半的正值,同时第二位移数据相较于第四位移数据离编码器30的零点较远,可以通过将所述编码器30的线数值与所述第二位移数据之间的差值作为第六位移数据,计算所述第六位移数据与所述第四位移数据之间的第三平均值,将所述第三平均值与所述第二位移数据之和作为初始相位信息。需要说明的是,在第六位移数据大于第四位移数据时,判断第二位移数据相较于第四位移数据离编码器30的零点较远。
4、如图8所示,若所述第二差值大于零且大于所述编码器30的线数值一半的正值,同时第二位移数据相较于第四位移数据离编码器30的零点较近,可以通过将所述编码器30的线数值与所述第二位移数据之间的差值作为第六位移数据,计算所述第六位移数据与所述第四位移数据之间的第三平均值,将所述第四位移数据与所述第三平均值之差作为判定所述初始相位信息。需要说明的是,在所述第六位移数据小于或等于所述第四位移数据时,可判定第二位移数据相较于第四位移数据离编码器30的零点较近。
步骤S103,根据第一位移数据、第二位移数据和该编码器30的线数值,确定所述待检测电机20的相序。
在本发明实施例中,计算所述第一位移数据与第二位移数据之间的第一差值,将所述第一差值与所述编码器30的线数值的一半的正值或负值进行比较。若所述第一差值大于零且该第一差值小于所述编码器30的线数值一半的正值,则判定所述待检测电机20接线为正相序(例如,相序为UVW)。若所述第一差值小于零且该第一差值小于所述编码器30的线数值一半的负值,则判定所述待检测电机20接线为正相序。若所述第一差值小于零且该第一差值大于所述编码器30的线数值一半的负值,则判定所述待检测电机20接线为负相序,(例如,相序为UWV)。若所述第一差值大于零且该第一差值大于所述编码器30的线数值一半的正值,则判定所述待检测电机20接线为负相序。
综上所述,本发明10提供的一种电机初始相位和相序检测方法及永磁同步电机控制系统。其中,该电机初始相位和相序检测方法应用于永磁同步电机控制系统,所述永磁同步电机控制系统包括待检测电机及编码器,所述待检测电机的电机转子与所述编码器同轴连接,所述方法包括:利用所述编码器分别获取所述电机转子转动至Q轴的第一位移数据、由所述Q轴转动至D轴的第二位移数据、由所述D轴转动至-Q轴的第三位移数据和由所述-Q轴转动至所述D轴的第四位移数据;根据所述第二位移数据、第四位移数据和该编码器的线数值,获得所述待检测电机的初始相位信息;根据所述第一位移数据、第二位移数据和该编码器的线数值,确定所述待检测电机的相序。也就是,不仅可以自动检测转子的初始相位还可以自动检测电机接线相序,并通过D轴左右方向运动取平均的方式克服摩擦力带来的影响,提高初始相位的检测精度,使得电机可以发挥出最大的扭矩性能。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的装置和方法,也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上,流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分,所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意,在有些作为替换的实现方式中,方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如,两个连续的方框实际上可以基本并行地执行,它们有时也可以按相反的顺序执行,这依所涉及的功能而定。也要注意的是,框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合,可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现,或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外,在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分,也可以是各个模块单独存在,也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种电机初始相位和相序检测方法,应用于永磁同步电机控制系统,所述永磁同步电机控制系统包括待检测电机及编码器,所述待检测电机的电机转子与所述编码器同轴连接,其特征在于,所述方法包括:
利用所述编码器依次获取所述电机转子转动至Q轴的第一位移数据、由所述Q轴转动至D轴的第二位移数据、由所述D轴转动至-Q轴的第三位移数据和由所述-Q轴转动至所述D轴的第四位移数据;
根据所述第二位移数据、第四位移数据和该编码器的线数值,获得所述待检测电机的初始相位信息;其中,包括计算所述第二位移数据与所述第四位移数据之间的第二差值,将所述第二差值分别与所述编码器的线数值一半的正值和所述编码器的线数值一半的负值进行比较;若所述第二差值大于所述编码器的线数值一半的负值且小于所述编码器的线数值一半的正值,则判定所述初始相位信息为所述的第二位移数据和所述的第四位移数据之间的第一平均值;若所述第二差值小于零且小于所述编码器的线数值一半的负值,将所述编码器的线数值与所述第四位移数据之间的差值作为第五位移数据;计算所述第五位移数据与所述第二位移数据之间的第二平均值;在所述第五位移数据大于所述第二位移数据时,则判定所述初始相位信息为所述第二平均值与所述第四位移数据之和;在所述第五位移数据小于或等于所述第二位移数据时,则判定所述初始相位信息为所述第二位移数据与所述第二平均值之差;若所述第二差值大于零且大于所述编码器的线数值一半的正值,将所述编码器的线数值与所述第二位移数据之间的差值作为第六位移数据;计算所述第六位移数据与所述第四位移数据之间的第三平均值;在所述第六位移数据大于所述第四位移数据时,则判定所述初始相位信息为所述第三平均值与所述第二位移数据之和;在所述第六位移数据小于或等于所述第四位移数据时,则判定所述初始相位信息为所述第四位移数据与所述第三平均值之差;
根据所述第一位移数据、第二位移数据和该编码器的线数值,确定所述待检测电机的相序;其中,包括计算所述第一位移数据与所述第二位移数据之间的第一差值;将所述第一差值与所述编码器的线数值的一半的正值或负值进行比较;若所述第一差值大于零且该第一差值小于所述编码器的线数值一半的正值,则判定所述待检测电机接线为正相序;若所述第一差值小于零且该第一差值小于所述编码器的线数值一半的负值,则判定所述待检测电机接线为正相序;若所述第一差值小于零且该第一差值大于所述编码器的线数值一半的负值,则判定所述待检测电机接线为负相序;若所述第一差值大于零且该第一差值大于所述编码器的线数值一半的正值,则判定所述待检测电机接线为负相序。
2.如权利要求1所述的电机初始相位和相序检测方法,其特征在于,所述利用所述编码器依次获取所述电机转子转动至Q轴的第一位移数据、由所述Q轴转动至D轴的第二位移数据、由所述D轴转动至-Q轴的第三位移数据和由所述-Q轴转动至所述D轴的第四位移数据的步骤包括:
进入Q轴电流控制阶段,以控制所述电机转子向所述Q轴转动;
在所述电机转子转动至所述Q轴时,从所述编码器获取所述第一位移数据;
进入D轴电流控制阶段,以控制所述电机转子向所述D轴转动;
在所述电机转子转动至所述D轴时,从所述编码器获取所述第二位移数据;
进入-Q轴电流控制阶段,以控制所述电机转子向所述-Q轴转动;
在所述电机转子转动至所述-Q轴时,从所述编码器获取所述第三位移数据;
进入所述D轴电流控制阶段,以控制所述电机转子向所述D轴转动;
在所述电机转子转动至所述D轴时,从所述编码器获取所述第四位移数据。
3.如权利要求2所述的电机初始相位和相序检测方法,其特征在于,
所述进入Q轴电流控制阶段的方式包括:在电流闭环控制模式下,施加闭环的Q轴电流指令,其中所述Q轴电流指令为斜坡电流信号;
所述进入D轴电流控制阶段的方式包括:在电流闭环控制模式下,施加闭环的D轴电流指令,其中所述D轴电流指令为斜坡电流信号;
所述进入-Q轴电流控制阶段的方式包括:在电流闭环控制模式下,施加闭环的-Q轴电流指令,其中所述-Q轴电流指令为斜坡电流信号。
4.如权利要求2所述的电机初始相位和相序检测方法,其特征在于,所述方法还包括:
响应用户操作,进入电机初始相位检测模式;
启动计时,以便在计数结果满足预设条件时,控制进入对应的电流控制阶段,其中,所述电流控制阶段包括所述Q轴电流控制阶段、D轴电流控制阶段及-Q轴电流控制阶段。
5.如权利要求4所述的电机初始相位和相序检测方法,其特征在于,在所述计数结果满足预设条件时,控制进入对应的电流控制阶段的方式包括:
当所述计数结果小于预设的第一阈值时,控制进入所述Q轴电流控制阶段;
当所述计数结果在所述第一阈值及预设的第二阈值之间时,控制进入所述D轴电流控制阶段,所述第一阈值小于所述第二阈值;
当所述计数结果在所述第二阈值及预设的第三阈值之间时,控制进入所述-Q轴电流控制阶段,所述第二阈值小于所述第三阈值;
当所述计数结果在所述第三阈值及预设的第四阈值之间时,控制进入所述D轴电流控制阶段,所述第三阈值小于所述第四阈值。
6.一种永磁同步电机控制系统,其特征在于,所述永磁同步电机控制系统包括控制单元、待检测电机及编码器,所述控制单元分别与所述待检测电机的电机转子和所述编码器电性连接,所述电机转子与所述编码器之间同轴连接;
所述控制单元利用所述编码器依次获取所述电机转子转动至Q轴的第一位移数据、由所述Q轴转动至D轴的第二位移数据、由所述D轴转动至-Q轴的第三位移数据和由所述-Q轴转动至所述D轴的第四位移数据;
所述控制单元根据所述第二位移数据、第四位移数据和该编码器的线数值,获得所述待检测电机的初始相位信息;其中,包括计算所述第二位移数据与第四位移数据之间的第二差值,将所述第二差值分别与所述编码器的线数值一半的正值和所述编码器的线数值一半的负值进行比较,以确定所述初始相位信息;所述控制单元根据所述第一位移数据、第二位移数据和该编码器的线数值,确定所述待检测电机的相序;其中,包括计算所述第一位移数据与第二位移数据之间的第一差值;将所述第一差值与所述编码器的线数值的一半的正值或负值进行比较,以确定所述待检测电机的相序;
所述控制单元具体用于:若所述第二差值大于所述编码器的线数值一半的负值且小于所述编码器的线数值一半的正值,则判定所述初始相位信息为所述的第二位移数据和所述的第四位移数据之间的第一平均值;若所述第二差值小于零且小于所述编码器的线数值一半的负值,将所述编码器的线数值与所述第四位移数据之间的差值作为第五位移数据;计算所述第五位移数据与所述第二位移数据之间的第二平均值;在所述第五位移数据大于所述第二位移数据时,则判定所述初始相位信息为所述第二平均值与所述第四位移数据之和;在所述第五位移数据小于或等于所述第二位移数据时,则判定所述初始相位信息为所述第二位移数据与所述第二平均值之差;若所述第二差值大于零且大于所述编码器的线数值一半的正值,将所述编码器的线数值与所述第二位移数据之间的差值作为第六位移数据;计算所述第六位移数据与所述第四位移数据之间的第三平均值;在所述第六位移数据大于所述第四位移数据时,则判定所述初始相位信息为所述第三平均值与所述第二位移数据之和;在所述第六位移数据小于或等于所述第四位移数据时,则判定所述初始相位信息为所述第四位移数据与所述第三平均值之差;
所述控制单元具体用于:若所述第一差值大于零且该第一差值小于所述编码器的线数值一半的正值,则判定所述待检测电机接线为正相序;若所述第一差值小于零且该第一差值小于所述编码器的线数值一半的负值,则判定所述待检测电机接线为正相序;若所述第一差值小于零且该第一差值大于所述编码器的线数值一半的负值,则判定所述待检测电机接线为负相序;若所述第一差值大于零且该第一差值大于所述编码器的线数值一半的正值,则判定所述待检测电机接线为负相序。
7.如权利要求6所述的永磁同步电机控制系统,其特征在于,所述控制单元包括CPU及内存,
所述CPU控制所述待检测电机进入Q轴电流控制阶段,以带动所述电机转子向所述Q轴转动;
在所述电机转子转动至所述Q轴时,所述CPU从所述编码器获取所述第一位移数据,并存储于所述内存;
所述CPU控制所述待检测电机进入D轴电流控制阶段,以带动所述电机转子向所述D轴转动;
在所述电机转子转动至所述D轴时,所述CPU从所述编码器获取所述第二位移数据,并存储于所述内存;
所述CPU控制所述待检测电机进入-Q轴电流控制阶段,以带动所述电机转子向所述-Q轴转动;
在所述电机转子转动至所述-Q轴时,所述CPU从所述编码器获取所述第三位移数据,并存储于所述内存;
所述CPU控制所述待检测电机进入所述D轴电流控制阶段,以带动所述电机转子向所述D轴转动;
在所述电机转子转动至所述D轴时,所述CPU从所述编码器获取所述第四位移数据,并存储于内存。
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