CN111697894A - 混合励磁同步电机零位标定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电机控制领域，具体为一种混合励磁同步电机零位标定方法。一种混合励磁同步电机零位标定方法，其特征是：按如下步骤依次实施：①正向调节；②反向调节；③定零位。本发明操作简单，执行效率高。

Description

混合励磁同步电机零位标定方法
技术领域
本发明涉及电机控制领域，具体为一种混合励磁同步电机零位标定方法。
背景技术
零位是电机控制系统中非常重要的参数，准确的零位可以提高角度计算的准确性，但在当前，零位标定方法大多是针对永磁同步电机，而在混合励磁同步电机这一领域涉及的不多。这就影响到混合励磁同步电机的使用。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，提供一种操作简单、执行效率高的电机控制方法，本发明公开了一种混合励磁同步电机零位标定方法。
本发明通过如下技术方案达到发明目的：
一种混合励磁同步电机零位标定方法，负载电机拖动被测电机转动，被测电机的三根相线分别通过一根信号线连接控制器，控制器通过CAN总线连接上位机，被测电机转动时的各项电压参数经信号线输入控制器后再经CAN总线输入上位机，其特征是：按如下步骤依次实施：
① 正向调节：将被测电机正向对拖到一定的转速N，向被测电机输入给定的励磁电流以建立磁场，通过控制被测电机转速和励磁电流，使被测电机产生足够的大反电动势，直至满足下式：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE002
≤
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE004
，式中：Ud为D轴电压，Uq为Q轴电压，Udc为母线电压，
随后将电流角给一定的偏置，使Ud和Uq在调节在非零值处波动，计算此时的Q轴电压Vq和电压矢量Vs的夹角，得到角度值θ1；
② 反向调节：将被测电机反向对拖到一定的转速N，向被测电机输入给定的励磁电流以建立磁场，通过控制被测电机转速和励磁电流，使被测电机产生足够的大反电动势，直至满足下式：
Figure 456365DEST_PATH_IMAGE002
≤
Figure DEST_PATH_IMAGE005
，式中：Ud为D轴电压，Uq为Q轴电压，Udc为母线电压，
随后将电流角给一定的偏置，偏置量在0～90°，使Ud和Uq在调节在非零值处波动，计算此时的Q轴电压Vq和电压矢量Vs的夹角，得到角度值θ2；
③ 定零位：取θ1和θ2的算术平均值θ，即θ=
Figure DEST_PATH_IMAGE007
，θ即为混合励磁同步电机的零位。
所述的混合励磁同步电机零位标定方法，其特征是：步骤①时，转速N为1000rpm～5000rpm，计算Q轴电压Vq和电压矢量Vs的夹角后再经滤波得到角度值θ1；
步骤②时，转速N为1000rpm～5000rpm，计算Q轴电压Vq和电压矢量Vs的夹角后再经滤波得到角度值θ2。
本发明针对混合励磁电机实现零位标定，可以准确地定位混合励磁同步电机的零位，使用既定程序，操作简单，在整个操作过程中操作人员只需要使用上位机发送标定命令即可，而且3sec左右即可得到准确的零位，在生产和实验时具有很高的效率。
附图说明
图1是本发明测量电压参数时的电路原理图，
图2是本发明的流程图。
具体实施方式
以下通过具体实施例进一步说明本发明。
实施例1
一种混合励磁同步电机零位标定方法，依据控制器反馈的控制参数获得实际参数，如图1所示，负载电机1拖动被测电机2转动，被测电机2的三根相线分别通过一根信号线连接控制器3，控制器3通过CAN总线4连接上位机5，被测电机2转动时的各项电压参数经信号线输入控制器3后再经CAN总线4输入上位机5，控制器3选用单片机、可编程控制器或发动机控制单元，上位机5选用微机，如图2所示：按如下步骤依次实施：
① 正向调节：将被测电机2正向对拖到一定的转速N，N为1000rpm～5000rpm，rpm是转速单位，即revolutions per minute，转/分，向被测电机2输入给定的励磁电流以建立磁场，通过控制被测电机2转速和励磁电流，使被测电机2产生足够的大反电动势，直至满足下式：
Figure 913891DEST_PATH_IMAGE002
≤
Figure 728263DEST_PATH_IMAGE004
，式中：Ud为D轴电压，Uq为Q轴电压，Udc为母线电压，
随后将电流角给一定的偏置，使Ud和Uq在调节在非零值处波动，计算此时的Q轴电压Vq和电压矢量Vs的夹角，再经滤波得到角度值θ1，滤波选用一阶低通滤波或滑动平均值滤波；
一阶低通滤波的算法公式为：
Yn=αXn+(1-α)Yn-1——(i)，
(i)式中：α—滤波系数，
Xn—第n次采样值，
Yn-1—第n-1次滤波输出值，
Yn—第n次滤波输出值，
一阶低通滤波法采用本次采样值与上次滤波输出值进行加权，得到有效滤波值，使得输出对输入有反馈作用；
滑动平均值滤波是指先在RAM中建立一个数据缓冲区，依顺序存放N个采样数据，每采进一个新数据，就将最早采集的那个数据丢掉，而后求包括新数据在内的N个数据的算术平均值，这样每进行一次采样，就可计算出一个新的平均值，以加快数据处理速度；
② 反向调节：将被测电机2反向对拖到一定的转速N，N为1000rpm～5000rpm，向被测电机2输入给定的励磁电流以建立磁场，通过控制被测电机2转速和励磁电流，使被测电机2产生足够的大反电动势，直至满足下式：
Figure 19567DEST_PATH_IMAGE002
≤
Figure 617426DEST_PATH_IMAGE005
，式中：Ud为D轴电压，Uq为Q轴电压，Udc为母线电压，
随后将电流角给一定的偏置，偏置量在0～90°，使Ud和Uq在调节在非零值处波动，计算此时的Q轴电压Vq和电压矢量Vs的夹角，再经滤波得到角度值θ2，滤波选用一阶低通滤波或滑动平均值滤波，方法和步骤①相同；
③ 定零位：取θ1和θ2的算术平均值θ，即θ=
Figure 81906DEST_PATH_IMAGE007
，θ即为混合励磁同步电机的零位。

Claims (2)

1.一种混合励磁同步电机零位标定方法，负载电机(1)拖动被测电机(2)转动，被测电机(2)的三根相线分别通过一根信号线连接控制器(3)，控制器(3)通过CAN总线(4)连接上位机(5)，被测电机(2)转动时的各项电压参数经信号线输入控制器(3)后再经CAN总线(4)输入上位机(5)，其特征是：按如下步骤依次实施：
① 正向调节：将被测电机(2)正向对拖到一定的转速N，向电机输入给定的励磁电流以建立磁场，通过控制被测电机(2)转速和励磁电流，使被测电机(2)产生足够的大反电动势，直至满足下式：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
≤
Figure DEST_PATH_IMAGE004
，式中：Ud为D轴电压，Uq为Q轴电压，Udc为母线电压，
随后将电流角给一定的偏置，使Ud和Uq在调节在非零值处波动，计算此时的Q轴电压Vq和电压矢量Vs的夹角，得到角度值θ1；
② 反向调节：将被测电机(2)反向对拖到一定的转速N，向被测电机(2)输入给定的励磁电流以建立磁场，通过控制被测电机(2)转速和励磁电流，使被测电机(2)产生足够的大反电动势，直至满足下式：
Figure 72384DEST_PATH_IMAGE002
≤
Figure 723945DEST_PATH_IMAGE004
，式中：Ud为D轴电压，Uq为Q轴电压，Udc为母线电压，
随后将电流角给一定的偏置，偏置量在0～90°，使Ud和Uq在调节在非零值处波动，计算此时的Q轴电压Vq和电压矢量Vs的夹角，得到角度值θ2；
③ 定零位：取θ1和θ2的算术平均值θ，即θ=
Figure DEST_PATH_IMAGE006
，θ即为混合励磁同步电机的零位。
2.如权利要求1所述的混合励磁同步电机零位标定方法，其特征是：步骤①时，转速N为1000rpm～5000rpm，计算Q轴电压Vq和电压矢量Vs的夹角后再经滤波得到角度值θ1，滤波选用一阶低通滤波或滑动平均值滤波；
步骤②时，转速N为1000rpm～5000rpm，计算Q轴电压Vq和电压矢量Vs的夹角后再经滤波得到角度值θ2，滤波选用一阶低通滤波或滑动平均值滤波。
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Denomination of invention: Zero calibration method for hybrid excitation synchronous motors

Effective date of registration: 20231113

Granted publication date: 20221227

Pledgee: Industrial Bank Co.,Ltd. Shanghai Branch

Pledgor: GLOBAL INTELLIGENT POWER TECHNOLOGY (SHANGHAI) CO.,LTD.

Registration number: Y2023310000730