CN116979839A - 永磁同步直线电机在弧线上的自动寻相方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种永磁同步直线电机在弧线上的自动寻相方法和装置。所述方法包括:通过在弧线上设多若干个寻相点,并采用位置环控制算法将电机的动子从弧线初始位置依次牵引至弧线上的所有寻相点进行寻相,直至动子位于弧线终止位置,并且在每个寻相点处采用相同的寻相步骤获取动子的初始相角;在获取动子在所有寻相点处的初始相角之后,进行曲线拟合并根据拟合得到的曲线估算动子在弧线上非寻相点处的初始相角,完成动子在弧线上所有位置的自动寻相。采用本方法能够满足弧线上的电机动子的寻相需求,寻相复杂度和成本较低,寻相准确度较高。
Description
技术领域
本申请涉及电机控制技术领域,特别是涉及一种永磁同步直线电机在弧线上的自动寻相方法和装置。
背景技术
永磁同步直线电机通过将永磁体和线圈组合在一起,将电能转化为机械运动,因其具有高效率、高功率密度、快速动态响应和精准定位能力等特点被广泛应用于自动化设备、数控机床、医疗设备、电梯、轨道交通以及工业和实验室领域。而为了充分发挥其功能特点,需要在上电时知晓电机动子的相角,因此,需要对电机动子的相角进行检测。现有的寻相方法是在电机上安装专用传感器,直接对电机动子的磁极位置进行测量和记录,或者是采用直流法或高频注入法来寻找、估算上电时的初始相角。
现有的寻相方法在动子处于直线时具有很好的应用场景,这是因为在直线上动子的初始相角是始终不变的,因此直线上电机的寻相只要完成一次即可,寻相实现简单、复杂度低。但是当动子处于弧线时,由于动子上永磁块与定子线圈的姿态随时发生变化,由此导致不同的弧线位置上,动子的初始相角不同,现有的检测方法寻相实现复杂,成本较高,且弧线上动子初始相角的准确度较低。因此,需要研究一种新的寻相方法,满足动子处于弧线上时的寻相需求。
发明内容
基于此,有必要针对上述技术问题,提供一种永磁同步直线电机在弧线上的自动寻相方法和装置。
一种永磁同步直线电机在弧线上的自动寻相方法,所述方法包括:
将永磁同步直线电机的动子放置于弧线初始位置,并预设定子线圈的最大电流和电流相角,在预设的电流相角下逐步增大定子线圈电流,当检测到动子运动时封锁电流,并根据动子的运动方向对电流相角进行更新,并在更新后的电流相角下再次逐步增大定子线圈电流,并根据定子线圈电流增大后动子的运动方向对电流相角进行重复更新,直至在某一电流相角下,定子线圈电流增大至最大电流时动子仍保持静止,则将当前的电流相角作为动子在弧线初始位置的初始相角;
在弧线上设置若干个寻相点,当动子完成在弧线初始位置的寻相之后,采用位置环控制算法牵引动子移动至下一个寻相点进行寻相,直至动子处于弧线终止位置,完成动子在所有寻相点处的自动寻相;其中,动子在每个寻相点处的寻相步骤与动子在弧线初始位置的寻相步骤一致;
获取动子在所有寻相点处的初始相角并进行曲线拟合,根据拟合得到的曲线估算动子在弧线上非寻相点处的初始相角,完成动子在弧线上所有位置的自动寻相。
在其中一个实施例中,所述方法还包括:当定子线圈电流增大后动子的运动方向为顺时针时,封锁电流并判定动子正向运动并记录动子的运动状态为1;当定子线圈电流增大后动子的运动方向为逆时针时,封锁电流并判定动子反向运动并记录动子的运动状态为-1;当定子线圈电流增大至预设的最大电流而动子仍保持静止时,封锁电流并记录动子的运动状态为0。
在其中一个实施例中,所述方法还包括:将永磁同步直线电机的动子放置于弧线初始位置,预设定子线圈的最大电流并预设定子线圈的电流相角分别为0°、90°、180°和270°,依次在四个预设电流相角下逐步增大定子线圈电流,并记录每个预设电流相角下定子线圈电流增大后动子的运动状态;
当动子运动状态出现由1变化至0时,判定动子运动状态为0时的预设电流相角为动子在弧线初始位置的初始相角,完成动子在弧线初始位置的初始相角;
当动子运动状态出现由1变化至-1时,判定动子在弧线初始位置的初始相角位于动子运动状态为1时与动子运动状态为-1时的两个预设电流相角之间,并根据初始相角当前所处的角度范围对电流相角进行更新,在更新后的电流相角下逐步增大定子线圈电流,并记录定子线圈电流增大后的动子运动状态进行初始位置寻相,直至获取动子在弧线初始位置的初始相角。
在其中一个实施例中,在更新后的电流相角下逐步增大定子线圈电流,并记录定子线圈电流增大后的动子运动状态进行初始位置寻相,直至获取动子在弧线初始位置的初始相角,包括:
在更新后的电流相角下逐步增大定子线圈电流,并记录定子线圈电流增大后的动子运动状态;
当在更新后的电流相角下动子运动状态为0时,判定动子在弧线初始位置的初始相角为更新后的电流相角;
当更新后的电流相角下动子运动状态为1时,判定动子在弧线初始位置的初始相角位于更新后的电流相角与动子运动状态为-1时的预设电流相角之间,并根据初始相角当前所处的角度范围对电流相角进行重复更新,直至在某一电流相角下,定子线圈电流增大至最大电流时,动子运动状态为0,则将当前的电流相角作为动子在弧线初始位置的初始相角;
当更新后的电流相角下动子运动状态为-1时,判定动子在弧线初始位置的初始相角位于更新后的电流相角与动子运动状态为1时的预设电流相角之间,并根据初始相角当前所处的角度范围对电流相角进行重复更新,直至在某一电流相角下,定子线圈电流增大至最大电流时,动子运动状态为0,则将当前的电流相角作为动子在弧线初始位置的初始相角。
在其中一个实施例中,更新后的电流相角为初始相角当前所处角度范围的中值。
在其中一个实施例中,弧线上所有寻相点之间的角度间隔固定。
一种永磁同步直线电机在弧线上的自动寻相装置,所述装置包括:
初始位置寻相模块,用于将永磁同步直线电机的动子放置于弧线初始位置,并预设定子线圈的最大电流和电流相角,在预设的电流相角下逐步增大定子线圈电流,当检测到动子运动时封锁电流,并根据动子的运动方向对电流相角进行更新,并在更新后的电流相角下再次逐步增大定子线圈电流,并根据定子线圈电流增大后动子的运动方向对电流相角进行重复更新,直至在某一电流相角下,定子线圈电流增大至最大电流时动子仍保持静止,则将当前的电流相角作为动子在弧线初始位置的初始相角;
寻相点寻相模块,用于在所述弧线上设置若干个寻相点,当动子完成在弧线初始位置的寻相之后,采用位置环控制算法牵引动子移动至下一个寻相点进行寻相,直至动子处于弧线终止位置,完成动子在所有寻相点处的自动寻相;其中,动子在每个寻相点处的寻相步骤与动子在弧线初始位置的寻相步骤一致;
曲线拟合模块,用于获取动子在所有寻相点处的初始相角并进行曲线拟合,根据拟合得到的曲线估算动子在弧线上非寻相点处的初始相角,完成动子在弧线上所有位置的自动寻相。
一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤:
将永磁同步直线电机的动子放置于弧线初始位置,并预设定子线圈的最大电流和电流相角,在预设的电流相角下逐步增大定子线圈电流,当检测到动子运动时封锁电流,并根据动子的运动方向对电流相角进行更新,并在更新后的电流相角下再次逐步增大定子线圈电流,并根据定子线圈电流增大后动子的运动方向对电流相角进行重复更新,直至在某一电流相角下,定子线圈电流增大至最大电流时动子仍保持静止,则将当前的电流相角作为动子在弧线初始位置的初始相角;
在弧线上设置若干个寻相点,当动子完成在弧线初始位置的寻相之后,采用位置环控制算法牵引动子移动至下一个寻相点进行寻相,直至动子处于弧线终止位置,完成动子在所有寻相点处的自动寻相;其中,动子在每个寻相点处的寻相步骤与动子在弧线初始位置的寻相步骤一致;
获取动子在所有寻相点处的初始相角并进行曲线拟合,根据拟合得到的曲线估算动子在弧线上非寻相点处的初始相角,完成动子在弧线上所有位置的自动寻相。
一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤:
将永磁同步直线电机的动子放置于弧线初始位置,并预设定子线圈的最大电流和电流相角,在预设的电流相角下逐步增大定子线圈电流,当检测到动子运动时封锁电流,并根据动子的运动方向对电流相角进行更新,并在更新后的电流相角下再次逐步增大定子线圈电流,并根据定子线圈电流增大后动子的运动方向对电流相角进行重复更新,直至在某一电流相角下,定子线圈电流增大至最大电流时动子仍保持静止,则将当前的电流相角作为动子在弧线初始位置的初始相角;
在弧线上设置若干个寻相点,当动子完成在弧线初始位置的寻相之后,采用位置环控制算法牵引动子移动至下一个寻相点进行寻相,直至动子处于弧线终止位置,完成动子在所有寻相点处的自动寻相;其中,动子在每个寻相点处的寻相步骤与动子在弧线初始位置的寻相步骤一致;
获取动子在所有寻相点处的初始相角并进行曲线拟合,根据拟合得到的曲线估算动子在弧线上非寻相点处的初始相角,完成动子在弧线上所有位置的自动寻相。
上述永磁同步直线电机在弧线上的自动寻相方法和装置,通过在弧线上设多若干个寻相点,并采用位置环控制算法将电机的动子从弧线初始位置依次牵引至弧线上的所有寻相点进行寻相,直至动子位于弧线终止位置,并且在每个寻相点处采用相同的寻相步骤获取动子的初始相角;在获取动子在所有寻相点处的初始相角之后,进行曲线拟合并根据拟合得到的曲线估算动子在弧线上非寻相点处的初始相角,完成动子在弧线上所有位置的自动寻相。相比于现有寻相方法,本方法通过将弧线上所有位置划分为寻相点和非寻相点,根据寻相点的寻相结果进行曲线拟合估算非寻相点的初始相角,降低了寻相复杂度及成本。并且,本申请在每个寻相点进行寻相工作时,采用二分方法对弧线上动子的初始相角所处的角度范围进行细分定位,直至搜索得到准确的初始相角,提高了寻相的准确性。
附图说明
图1为一个实施例中永磁同步直线电机在弧线上的自动寻相方法的流程示意图;
图2为一个实施例中永磁同步直线电机在弧线上的自动寻相装置的结构框图;
图3为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
在一个实施例中,如图1所示,提供了一种永磁同步直线电机在弧线上的自动寻相方法,本方法应用于绝对位置传感器的工作环境下,包括以下步骤:
步骤S1,将永磁同步直线电机的动子放置于弧线初始位置,并预设定子线圈的最大电流和电流相角,在预设的电流相角下逐步增大定子线圈电流,当检测到动子运动时封锁电流,并根据动子的运动方向对电流相角进行更新,并在更新后的电流相角下再次逐步增大定子线圈电流,并根据定子线圈电流增大后动子的运动方向对电流相角进行重复更新,直至在某一电流相角下,定子线圈电流增大至最大电流时动子仍保持静止,则将当前的电流相角作为动子在弧线初始位置的初始相角。
步骤S2,在弧线上设置若干个寻相点,当动子完成在弧线初始位置的寻相之后,采用位置环控制算法牵引动子移动至下一个寻相点进行寻相,直至动子处于弧线终止位置,完成动子在所有寻相点处的自动寻相;其中,动子在每个寻相点处的寻相步骤与动子在弧线初始位置的寻相步骤一致。具体地,假设弧线的总角度为180度,则弧线初始位置为弧线上角度为0度的位置,弧线终止位置为弧线上角度为180度的位置。
步骤S3,获取动子在所有寻相点处的初始相角并进行曲线拟合,根据拟合得到的曲线估算动子在弧线上非寻相点处的初始相角,完成动子在弧线上所有位置的自动寻相。
在其中一个实施例中,所述方法还包括:当定子线圈电流增大后动子的运动方向为顺时针时,封锁电流并判定动子正向运动并记录动子的运动状态为1;当定子线圈电流增大后动子的运动方向为逆时针时,封锁电流并判定动子反向运动并记录动子的运动状态为-1;当定子线圈电流增大至预设的最大电流而动子仍保持静止时,封锁电流并记录动子的运动状态为0。其中,在检测到动子运动后立即封锁电流,这样可以避免动子大范围运动,动子只是微动,不会对永磁同步直线电机造成大的扰动。
在其中一个实施例中,所述方法还包括:将永磁同步直线电机的动子放置于弧线初始位置,预设定子线圈的最大电流并预设定子线圈的电流相角分别为0°、90°、180°和270°,依次在四个预设电流相角下逐步增大定子线圈电流,并记录每个预设电流相角下定子线圈电流增大后动子的运动状态;
当动子运动状态出现由1变化至0时,判定动子运动状态为0时的预设电流相角为动子在弧线初始位置的初始相角,完成动子在弧线初始位置的初始相角;
当动子运动状态出现由1变化至-1时,判定动子在弧线初始位置的初始相角位于动子运动状态为1时与动子运动状态为-1时的两个预设电流相角之间,并根据初始相角当前所处的角度范围对电流相角进行更新,在更新后的电流相角下逐步增大定子线圈电流,并记录定子线圈电流增大后的动子运动状态进行初始位置寻相,直至获取动子在弧线初始位置的初始相角。
在其中一个实施例中,
在更新后的电流相角下逐步增大定子线圈电流,并记录定子线圈电流增大后的动子运动状态进行初始位置寻相,直至获取动子在弧线初始位置的初始相角,包括:
在更新后的电流相角下逐步增大定子线圈电流,并记录定子线圈电流增大后的动子运动状态;
当在更新后的电流相角下动子运动状态为0时,判定动子在弧线初始位置的初始相角为更新后的电流相角;
当更新后的电流相角下动子运动状态为1时,判定动子在弧线初始位置的初始相角位于更新后的电流相角与动子运动状态为-1时的预设电流相角之间,并根据初始相角当前所处的角度范围对电流相角进行重复更新,直至在某一电流相角下,定子线圈电流增大至最大电流时,动子运动状态为0,则将当前的电流相角作为动子在弧线初始位置的初始相角;
当更新后的电流相角下动子运动状态为-1时,判定动子在弧线初始位置的初始相角位于更新后的电流相角与动子运动状态为1时的预设电流相角之间,并根据初始相角当前所处的角度范围对电流相角进行重复更新,直至在某一电流相角下,定子线圈电流增大至最大电流时,动子运动状态为0,则将当前的电流相角作为动子在弧线初始位置的初始相角。
在其中一个实施例中,更新后的电流相角为初始相角当前所处角度范围的中值。
在其中一个实施例中,弧线上所有寻相点之间的角度间隔固定。寻相点之间角度间隔可以一般可设为5度,若要求进一步提高弧线上寻相的准确度,可以减小寻相点之间的角度间隔为1度。
应该理解的是,虽然图1的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示,但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明,这些步骤的执行并没有严格的顺序限制,这些步骤可以以其它的顺序执行。而且,图1中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段,这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成,而是可以在不同的时刻执行,这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行,而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中,如图2所示,提供了一种永磁同步直线电机在弧线上的自动寻相装置,包括:
初始位置寻相模块201,用于将永磁同步直线电机的动子放置于弧线初始位置,并预设定子线圈的最大电流和电流相角,在预设的电流相角下逐步增大定子线圈电流,当检测到动子运动时封锁电流,并根据动子的运动方向对电流相角进行更新,并在更新后的电流相角下再次逐步增大定子线圈电流,并根据定子线圈电流增大后动子的运动方向对电流相角进行重复更新,直至在某一电流相角下,定子线圈电流增大至最大电流时动子仍保持静止,则将当前的电流相角作为动子在弧线初始位置的初始相角。
寻相点寻相模块202,用于在所述弧线上设置若干个寻相点,当动子完成在弧线初始位置的寻相之后,采用位置环控制算法牵引动子移动至下一个寻相点进行寻相,直至动子处于弧线终止位置,完成动子在所有寻相点处的自动寻相;其中,动子在每个寻相点处的寻相步骤与动子在弧线初始位置的寻相步骤一致。
曲线拟合模块203,用于获取动子在所有寻相点处的初始相角并进行曲线拟合,根据拟合得到的曲线估算动子在弧线上非寻相点处的初始相角,完成动子在弧线上所有位置的自动寻相。
关于永磁同步直线电机在弧线上的自动寻相装置的具体限定可以参见上文中对于永磁同步直线电机在弧线上的自动寻相方法的限定,在此不再赘述。上述永磁同步直线电机在弧线上的自动寻相装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中,也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中,以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中,提供了一种计算机设备,该计算机设备可以是服务器,其内部结构图可以如图3所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口和数据库。其中,该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储寻相数据。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种永磁同步直线电机在弧线上的自动寻相方法。
本领域技术人员可以理解,图3中示出的结构,仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图,并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定,具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中,提供了一种计算机设备,包括存储器和处理器,该存储器存储有计算机程序,该处理器执行计算机程序时实现以下步骤:
将永磁同步直线电机的动子放置于弧线初始位置,并预设定子线圈的最大电流和电流相角,在预设的电流相角下逐步增大定子线圈电流,当检测到动子运动时封锁电流,并根据动子的运动方向对电流相角进行更新,并在更新后的电流相角下再次逐步增大定子线圈电流,并根据定子线圈电流增大后动子的运动方向对电流相角进行重复更新,直至在某一电流相角下,定子线圈电流增大至最大电流时动子仍保持静止,则将当前的电流相角作为动子在弧线初始位置的初始相角;
在弧线上设置若干个寻相点,当动子完成在弧线初始位置的寻相之后,采用位置环控制算法牵引动子移动至下一个寻相点进行寻相,直至动子处于弧线终止位置,完成动子在所有寻相点处的自动寻相;其中,动子在每个寻相点处的寻相步骤与动子在弧线初始位置的寻相步骤一致;
获取动子在所有寻相点处的初始相角并进行曲线拟合,根据拟合得到的曲线估算动子在弧线上非寻相点处的初始相角,完成动子在弧线上所有位置的自动寻相。
在一个实施例中,提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现以下步骤:
将永磁同步直线电机的动子放置于弧线初始位置,并预设定子线圈的最大电流和电流相角,在预设的电流相角下逐步增大定子线圈电流,当检测到动子运动时封锁电流,并根据动子的运动方向对电流相角进行更新,并在更新后的电流相角下再次逐步增大定子线圈电流,并根据定子线圈电流增大后动子的运动方向对电流相角进行重复更新,直至在某一电流相角下,定子线圈电流增大至最大电流时动子仍保持静止,则将当前的电流相角作为动子在弧线初始位置的初始相角;
在弧线上设置若干个寻相点,当动子完成在弧线初始位置的寻相之后,采用位置环控制算法牵引动子移动至下一个寻相点进行寻相,直至动子处于弧线终止位置,完成动子在所有寻相点处的自动寻相;其中,动子在每个寻相点处的寻相步骤与动子在弧线初始位置的寻相步骤一致;
获取动子在所有寻相点处的初始相角并进行曲线拟合,根据拟合得到的曲线估算动子在弧线上非寻相点处的初始相角,完成动子在弧线上所有位置的自动寻相。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中,该计算机程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用,均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限,RAM以多种形式可得,诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本申请范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种永磁同步直线电机在弧线上的自动寻相方法,其特征在于,所述方法包括:
将永磁同步直线电机的动子放置于弧线初始位置,并预设定子线圈的最大电流和电流相角,在预设的电流相角下逐步增大定子线圈电流,当检测到动子运动时封锁电流,并根据动子的运动方向对电流相角进行更新,并在更新后的电流相角下再次逐步增大定子线圈电流,并根据定子线圈电流增大后动子的运动方向对电流相角进行重复更新,直至在某一电流相角下,定子线圈电流增大至最大电流时动子仍保持静止,则将当前的电流相角作为动子在弧线初始位置的初始相角;
在所述弧线上设置若干个寻相点,当动子完成在弧线初始位置的寻相之后,采用位置环控制算法牵引动子移动至下一个寻相点进行寻相,直至动子处于弧线终止位置,完成动子在所有寻相点处的自动寻相;其中,动子在每个寻相点处的寻相步骤与动子在弧线初始位置的寻相步骤一致;
获取动子在所有寻相点处的初始相角并进行曲线拟合,根据拟合得到的曲线估算动子在弧线上非寻相点处的初始相角,完成动子在弧线上所有位置的自动寻相。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
当定子线圈电流增大后动子的运动方向为顺时针时,封锁电流并判定动子正向运动并记录动子的运动状态为1;
当定子线圈电流增大后动子的运动方向为逆时针时,封锁电流并判定动子反向运动并记录动子的运动状态为-1;
当定子线圈电流增大至预设的最大电流而动子仍保持静止时,封锁电流并记录动子的运动状态为0。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
将永磁同步直线电机的动子放置于弧线初始位置,预设定子线圈的最大电流并预设定子线圈的电流相角分别为0°、90°、180°和270°,依次在四个预设电流相角下逐步增大定子线圈电流,并记录每个预设电流相角下定子线圈电流增大后动子的运动状态;
当动子运动状态出现由1变化至0时,判定动子运动状态为0时的预设电流相角为动子在弧线初始位置的初始相角,完成动子在弧线初始位置的初始相角;
当动子运动状态出现由1变化至-1时,判定动子在弧线初始位置的初始相角位于动子运动状态为1时与动子运动状态为-1时的两个预设电流相角之间,并根据初始相角当前所处的角度范围对电流相角进行更新,在更新后的电流相角下逐步增大定子线圈电流,并记录定子线圈电流增大后的动子运动状态进行初始位置寻相,直至获取动子在弧线初始位置的初始相角。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,在更新后的电流相角下逐步增大定子线圈电流,并记录定子线圈电流增大后的动子运动状态进行初始位置寻相,直至获取动子在弧线初始位置的初始相角,包括:
在更新后的电流相角下逐步增大定子线圈电流,并记录定子线圈电流增大后的动子运动状态;
当在更新后的电流相角下动子运动状态为0时,判定动子在弧线初始位置的初始相角为更新后的电流相角;
当更新后的电流相角下动子运动状态为1时,判定动子在弧线初始位置的初始相角位于更新后的电流相角与动子运动状态为-1时的预设电流相角之间,并根据初始相角当前所处的角度范围对电流相角进行重复更新,直至在某一电流相角下,定子线圈电流增大至最大电流时,动子运动状态为0,则将当前的电流相角作为动子在弧线初始位置的初始相角;
当更新后的电流相角下动子运动状态为-1时,判定动子在弧线初始位置的初始相角位于更新后的电流相角与动子运动状态为1时的预设电流相角之间,并根据初始相角当前所处的角度范围对电流相角进行重复更新,直至在某一电流相角下,定子线圈电流增大至最大电流时,动子运动状态为0,则将当前的电流相角作为动子在弧线初始位置的初始相角。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述更新后的电流相角为初始相角当前所处角度范围的中值。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述弧线上所有寻相点之间的角度间隔固定。
7.一种永磁同步直线电机在弧线上的自动寻相装置,其特征在于,所述装置包括:
初始位置寻相模块,用于将永磁同步直线电机的动子放置于弧线初始位置,并预设定子线圈的最大电流和电流相角,在预设的电流相角下逐步增大定子线圈电流,当检测到动子运动时封锁电流,并根据动子的运动方向对电流相角进行更新,并在更新后的电流相角下再次逐步增大定子线圈电流,并根据定子线圈电流增大后动子的运动方向对电流相角进行重复更新,直至在某一电流相角下,定子线圈电流增大至最大电流时动子仍保持静止,则将当前的电流相角作为动子在弧线初始位置的初始相角;
寻相点寻相模块,用于在所述弧线上设置若干个寻相点,当动子完成在弧线初始位置的寻相之后,采用位置环控制算法牵引动子移动至下一个寻相点进行寻相,直至动子处于弧线终止位置,完成动子在所有寻相点处的自动寻相;其中,动子在每个寻相点处的寻相步骤与动子在弧线初始位置的寻相步骤一致;
曲线拟合模块,用于获取动子在所有寻相点处的初始相角并进行曲线拟合,根据拟合得到的曲线估算动子在弧线上非寻相点处的初始相角,完成动子在弧线上所有位置的自动寻相。
8.一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6中任一项所述方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202311097028.7A CN116979839A (zh) | 2023-08-29 | 2023-08-29 | 永磁同步直线电机在弧线上的自动寻相方法和装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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CN202311097028.7A CN116979839A (zh) | 2023-08-29 | 2023-08-29 | 永磁同步直线电机在弧线上的自动寻相方法和装置 |
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CN116979839A true CN116979839A (zh) | 2023-10-31 |
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CN202311097028.7A Pending CN116979839A (zh) | 2023-08-29 | 2023-08-29 | 永磁同步直线电机在弧线上的自动寻相方法和装置 |
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- 2023-08-29 CN CN202311097028.7A patent/CN116979839A/zh active Pending
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