CN109327174A - 永磁同步电机旋转变压器零位自动识别方法 - Google Patents

永磁同步电机旋转变压器零位自动识别方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109327174A
CN109327174A CN201811350836.9A CN201811350836A CN109327174A CN 109327174 A CN109327174 A CN 109327174A CN 201811350836 A CN201811350836 A CN 201811350836A CN 109327174 A CN109327174 A CN 109327174A
Authority
CN
China
Prior art keywords
zero
motor
bit
coordinate system
rotation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201811350836.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109327174B (zh
Inventor
李磊
张雷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suzhou Green Control Drive Science And Technology Co Ltd
Suzhou Lvkon Transmission S&T Co Ltd
Original Assignee
Suzhou Green Control Drive Science And Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Suzhou Green Control Drive Science And Technology Co Ltd filed Critical Suzhou Green Control Drive Science And Technology Co Ltd
Priority to CN201811350836.9A priority Critical patent/CN109327174B/zh
Publication of CN109327174A publication Critical patent/CN109327174A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109327174B publication Critical patent/CN109327174B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/14—Estimation or adaptation of machine parameters, e.g. flux, current or voltage
    • H02P21/18—Estimation of position or speed
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P2207/00—Indexing scheme relating to controlling arrangements characterised by the type of motor
    • H02P2207/05—Synchronous machines, e.g. with permanent magnets or DC excitation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

本发明提供了永磁同步电机旋转变压器零位自动识别方法，其根据空载电机在给定零电流和只给定直轴电流下的自由转动角加速度是否相等，判断只给定直轴电流是否产生了转矩，从而识别旋变零位是否准确，用户只需通过上位机下发旋变零位自动识别指令，电机控制器可自动完成旋变零位的识别，方便快捷。上位机通过CAN设备将指令下发至电机控制器，电机控制器将电池的直流电逆变为三相交流电供给电机，电机输出轴空载，电机控制器实时采集电机内旋变的角度θ，矢量控制通过3/2变换将三相静止坐标系转换为两相静止坐标系，再通过旋转变换将两相静止坐标系转换为两相旋转坐标系，从而实现励磁和转矩的解耦。

Description

永磁同步电机旋转变压器零位自动识别方法
技术领域
本发明涉及旋转变压器零位识别的技术领域，具体为一种永磁同步电机旋转变压器零位自动识别方法。
背景技术
旋转变压器(以下简称“旋变”)是新能源车用电机中的测量转子位置的关键传感器，其设计角度偏差和安装误差会导致旋变输出角度并非转子的实际角度，因此需对旋变零位进行识别。现有的识别方法，其需要电机对拖台架，且识别操作复杂。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了永磁同步电机旋转变压器零位自动识别方法，其根据空载电机在给定零电流和只给定直轴电流下的自由转动角加速度是否相等，判断只给定直轴电流是否产生了转矩，从而识别旋变零位是否准确，用户只需通过上位机下发旋变零位自动识别指令，电机控制器可自动完成旋变零位的识别，方便快捷。
永磁同步电机旋转变压器零位自动识别方法，其特征在于：上位机通过CAN设备将指令下发至电机控制器，电机控制器将电池的直流电逆变为三相交流电供给电机，电机输出轴空载，电机控制器实时采集电机内旋变的角度θ，矢量控制通过3/2变换将三相静止坐标系转换为两相静止坐标系，再通过旋转变换将两相静止坐标系转换为两相旋转坐标系，从而实现励磁和转矩的解耦，其计算空载电机在给定零电流情况下的转动加速度a1，并和只给定直轴电流下的自由转动角加速度a2对比，a1等于a2，则判断给定直轴电流是没产生转矩，从而识别旋变零位，a1不等于a2，则步进调整电角度范围，重复计算，直至获得对应的电角度数值使得a1等于a2，从而获得旋转变压器的零位。
其进一步特征在于：
矢量控制通过3/2变换将三相静止abc坐标系转换为两相静止αβ坐标系，再通过旋转变换将两相静止坐标系转换为两相旋转dq坐标系，从而实现励磁和转矩的解耦；
电机转矩方程如下：
Te＝p[Φfiq+(Ld-Lq)idiq]
其中id为直轴电流。若旋变零位准确，则估计的dq坐标系与实际的dq轴坐标系重合，id＝额定电流且iq＝0时，电机输出转矩Te＝0；
若旋变零位不准确，则估计的dq坐标系与实际的dq轴坐标系不重合，id＝额定电流且iq＝0时，id会在真实的q轴上产生投影使得真实的iq不为零，从而导致电机输出转矩Te≠0。
其更进一步特征在于：
所述旋变零位自动识别的步骤如下：
a通入直流得到旋变零位的初始位置。在电机定子坐标系中给定iα＝0.5倍额定电流，iβ＝0。将电机转子吸至零位，计此时的旋变位置θ为旋变零位的初始位置；
b计算空载零电流下，电机转速从额定转速将至0.8倍额定转速的角加速度a1。其计算方法是，先给定id＝0、iq＝0.5倍额定电流，将空载电机驱动至1.1倍额定转速，然后给定零电流。电机开始在摩擦阻力下减速，记录转速从额定转速将至0.8倍额定转速的时间，即可计算角加速度a1；
c计算空载、id＝额定电流、iq＝0工况下，电机转速从额定转速将至0.8倍额定转速的角加速度a2。其计算方法是，先给定id＝0、iq＝0.5倍额定电流，将空载电机驱动至1.1倍额定转速，然后给定id＝额定电流、iq＝0。电机开始减速，记录转速从额定转速将至0.8倍额定转速的时间，即可计算角加速度a2；
d判断a1是否等于a2，若a1＝a2，则得到旋变零位，识别结束；
e若a1≠a2，则调整旋变零位值；在步骤1识别的旋变零位初值正负各30°电角度范围内，以0.5°电角度为步长枚举，重复步骤c。
采用本发明后，根据空载电机在给定零电流和只给定直轴电流下的的自由转动角加速度是否相等，判断只给定直轴电流是否产生了转矩，从而识别旋变零位是否准确，其无需电机对拖台架，被测电机空载即可进行自动识别。用户只需通过上位机下发旋变零位自动识别指令，电机控制器可自动完成旋变零位的识别，方便快捷。
附图说明
图1为本发明的永磁同步电机控制示意图；
图2为本发明的坐标变化示意图；
图3为本发明的旋变零位自动识别流程图。
具体实施方式
永磁同步电机旋转变压器零位自动识别方法，见图1-图3：上位机通过CAN设备将指令下发至电机控制器，电机控制器将电池的直流电逆变为三相交流电供给电机，电机输出轴空载，电机控制器实时采集电机内旋变的角度θ，矢量控制通过3/2变换将三相静止坐标系转换为两相静止坐标系，再通过旋转变换将两相静止坐标系转换为两相旋转坐标系，从而实现励磁和转矩的解耦，其计算空载电机在给定零电流情况下的转动加速度a1，并和只给定直轴电流下的自由转动角加速度a2对比，a1等于a2，则判断给定直轴电流是没产生转矩，从而识别旋变零位，a1不等于a2，则步进调整电角度范围，重复计算，直至获得对应的电角度数值使得a1等于a2，从而获得旋转变压器的零位。
具体实施方式：矢量控制通过3/2变换将三相静止abc坐标系转换为两相静止αβ坐标系，再通过旋转变换将两相静止坐标系转换为两相旋转dq坐标系，从而实现励磁和转矩的解耦；
电机转矩方程如下：
Te＝p[Φfiq+(Ld-Lq)idiq]
其中id为直轴电流。若旋变零位准确，则估计的dq坐标系与实际的dq轴坐标系重合，id＝额定电流且iq＝0时，电机输出转矩Te＝0；
若旋变零位不准确，则估计的dq坐标系与实际的dq轴坐标系不重合，id＝额定电流且iq＝0时，id会在真实的q轴上产生投影使得真实的iq不为零，从而导致电机输出转矩Te≠0。
旋变零位自动识别的流程图如图3所示，步骤如下：
a通入直流得到旋变零位的初始位置。在电机定子坐标系中给定iα＝0.5倍额定电流，iβ＝0。将电机转子吸至零位，计此时的旋变位置θ为旋变零位的初始位置；
b计算空载零电流下，电机转速从额定转速将至0.8倍额定转速的角加速度a1。其计算方法是，先给定id＝0、iq＝0.5倍额定电流，将空载电机驱动至1.1倍额定转速，然后给定零电流。电机开始在摩擦阻力下减速，记录转速从额定转速将至0.8倍额定转速的时间，即可计算角加速度a1；
c计算空载、id＝额定电流、iq＝0工况下，电机转速从额定转速将至0.8倍额定转速的角加速度a2。其计算方法是，先给定id＝0、iq＝0.5倍额定电流，将空载电机驱动至1.1倍额定转速，然后给定id＝额定电流、iq＝0。电机开始减速，记录转速从额定转速将至0.8倍额定转速的时间，即可计算角加速度a2；
d判断a1是否等于a2，若a1＝a2，则得到旋变零位，识别结束；
e若a1≠a2，则调整旋变零位值；在步骤1识别的旋变零位初值正负各30°电角度范围内，以0.5°电角度为步长枚举，重复步骤c。
根据空载电机在给定零电流和只给定直轴电流下的的自由转动角加速度是否相等，判断只给定直轴电流是否产生了转矩，从而识别旋变零位是否准确，其无需电机对拖台架，被测电机空载即可进行自动识别。用户只需通过上位机下发旋变零位自动识别指令，电机控制器可自动完成旋变零位的识别，方便快捷。
以上对本发明的具体实施例进行了详细说明，但内容仅为本发明创造的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明创造的实施范围。凡依本发明创造申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。

Claims (4)

1.永磁同步电机旋转变压器零位自动识别方法，其特征在于：上位机通过CAN设备将指令下发至电机控制器，电机控制器将电池的直流电逆变为三相交流电供给电机，电机输出轴空载，电机控制器实时采集电机内旋变的角度θ，矢量控制通过3/2变换将三相静止坐标系转换为两相静止坐标系，再通过旋转变换将两相静止坐标系转换为两相旋转坐标系，从而实现励磁和转矩的解耦，其计算空载电机在给定零电流情况下的转动加速度a1，并和只给定直轴电流下的自由转动角加速度a2对比，a1等于a2，则判断给定直轴电流是没产生转矩，从而识别旋变零位，a1不等于a2，则步进调整电角度范围，重复计算，直至获得对应的电角度数值使得a1等于a2，从而获得旋转变压器的零位。
2.如权利要求1所述的永磁同步电机旋转变压器零位自动识别方法，其特征在于：矢量控制通过3/2变换将三相静止abc坐标系转换为两相静止αβ坐标系，再通过旋转变换将两相静止坐标系转换为两相旋转dq坐标系，从而实现励磁和转矩的解耦。
3.如权利要求2所述的永磁同步电机旋转变压器零位自动识别方法，其特征在于：电机转矩方程如下，
Te＝p[Φfiq+(Ld-Lq)idiq]
其中id为直轴电流。若旋变零位准确，则估计的dq坐标系与实际的dq轴坐标系重合，id＝额定电流且iq＝0时，电机输出转矩Te＝0；
若旋变零位不准确，则估计的dq坐标系与实际的dq轴坐标系不重合，id＝额定电流且iq＝0时，id会在真实的q轴上产生投影使得真实的iq不为零，从而导致电机输出转矩Te≠0。
4.如权利要求3所述的永磁同步电机旋转变压器零位自动识别方法，其特征在于：所述旋变零位自动识别的步骤如下，
a通入直流得到旋变零位的初始位置。在电机定子坐标系中给定iα＝0.5倍额定电流，iβ＝0。将电机转子吸至零位，计此时的旋变位置θ为旋变零位的初始位置；
b计算空载零电流下，电机转速从额定转速将至0.8倍额定转速的角加速度a1。其计算方法是，先给定id＝0、iq＝0.5倍额定电流，将空载电机驱动至1.1倍额定转速，然后给定零电流。电机开始在摩擦阻力下减速，记录转速从额定转速将至0.8倍额定转速的时间，即可计算角加速度a1；
c计算空载、id＝额定电流、iq＝0工况下，电机转速从额定转速将至0.8倍额定转速的角加速度a2。其计算方法是，先给定id＝0、iq＝0.5倍额定电流，将空载电机驱动至1.1倍额定转速，然后给定id＝额定电流、iq＝0。电机开始减速，记录转速从额定转速将至0.8倍额定转速的时间，即可计算角加速度a2；
d判断a1是否等于a2，若a1＝a2，则得到旋变零位，识别结束；
e若a1≠a2，则调整旋变零位值；在步骤1识别的旋变零位初值正负各30°电角度范围内，以0.5°电角度为步长枚举，重复步骤c。
CN201811350836.9A 2018-11-14 2018-11-14 永磁同步电机旋转变压器零位自动识别方法 Active CN109327174B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811350836.9A CN109327174B (zh) 2018-11-14 2018-11-14 永磁同步电机旋转变压器零位自动识别方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811350836.9A CN109327174B (zh) 2018-11-14 2018-11-14 永磁同步电机旋转变压器零位自动识别方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109327174A true CN109327174A (zh) 2019-02-12
CN109327174B CN109327174B (zh) 2022-03-29

Family

ID=65260976

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811350836.9A Active CN109327174B (zh) 2018-11-14 2018-11-14 永磁同步电机旋转变压器零位自动识别方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109327174B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110601610A (zh) * 2019-09-20 2019-12-20 潍柴动力股份有限公司 识别永磁同步电机与旋转变压器零位偏差的方法和装置
CN112665531A (zh) * 2020-11-30 2021-04-16 天津津航技术物理研究所 一种多对级旋变坐标变换解角方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59209086A (ja) * 1983-05-09 1984-11-27 Shinko Electric Co Ltd 同期電動機の駆動制御装置
CN102818952A (zh) * 2012-07-31 2012-12-12 西北工业大学 一种自动检测及补偿旋转变压器零位偏差的方法及装置
CN104065319A (zh) * 2013-12-30 2014-09-24 上海大郡动力控制技术有限公司 永磁同步电机零位初始角的标定方法
CN105186956A (zh) * 2015-08-31 2015-12-23 许继集团有限公司 一种无传感器永磁同步电机启动控制方法以及对应的***
CN106100468A (zh) * 2016-07-08 2016-11-09 深圳市科陆驱动技术有限公司 一种电机转子零位调节方法、装置、电路和旋转变压器

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59209086A (ja) * 1983-05-09 1984-11-27 Shinko Electric Co Ltd 同期電動機の駆動制御装置
CN102818952A (zh) * 2012-07-31 2012-12-12 西北工业大学 一种自动检测及补偿旋转变压器零位偏差的方法及装置
CN104065319A (zh) * 2013-12-30 2014-09-24 上海大郡动力控制技术有限公司 永磁同步电机零位初始角的标定方法
CN105186956A (zh) * 2015-08-31 2015-12-23 许继集团有限公司 一种无传感器永磁同步电机启动控制方法以及对应的***
CN106100468A (zh) * 2016-07-08 2016-11-09 深圳市科陆驱动技术有限公司 一种电机转子零位调节方法、装置、电路和旋转变压器

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110601610A (zh) * 2019-09-20 2019-12-20 潍柴动力股份有限公司 识别永磁同步电机与旋转变压器零位偏差的方法和装置
CN110601610B (zh) * 2019-09-20 2021-05-18 潍柴动力股份有限公司 识别永磁同步电机与旋转变压器零位偏差的方法和装置
CN112665531A (zh) * 2020-11-30 2021-04-16 天津津航技术物理研究所 一种多对级旋变坐标变换解角方法
CN112665531B (zh) * 2020-11-30 2023-07-14 天津津航技术物理研究所 一种多对级旋变坐标变换解角方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN109327174B (zh) 2022-03-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109327173A (zh) 一种永磁同步电机旋转变压器零位自动识别方法
JP4519864B2 (ja) 交流回転機の電気的定数測定方法およびこの測定方法の実施に使用する交流回転機の制御装置
CN109039176B (zh) 一种永磁同步电机旋变零位初始角的检测装置及检测方法
CN110165960B (zh) 偏差角度估计方法、***、计算机装置及介质
CN105308851B (zh) 估计多相旋转电机的转子的角位置的方法以及对用于这种电机的多相逆变器的控制的应用
CN103956957B (zh) 一种异步电机转子电阻辨识方法和装置
Zhang et al. Online diagnosis of slight interturn short-circuit fault for a low-speed permanent magnet synchronous motor
CN102223134A (zh) 永磁同步电机伺服***参数在线辨识的装置与方法
CN211429147U (zh) 一种用于永磁同步电机的旋变调零***
BR112013022015B1 (pt) sistema de máquina com ímã permanente interior, e, método para controlar uma máquina com ímã permanente interior
CN109327174A (zh) 永磁同步电机旋转变压器零位自动识别方法
CN100391096C (zh) 用于控制永磁电动机的***和方法
CN105071736B (zh) 一种风机用永磁同步电机无传感器转子位置检测方法
CN106788061A (zh) 一种基于降阶电流环的永磁同步电机转动惯量识别方法
CN106877768B (zh) 多相永磁电机转子位置辨识方法
CN108233812A (zh) 一种永磁无刷电机转子定位方法、装置、设备及存储介质
JP6477147B2 (ja) 永久磁石電動機の鎖交磁束量測定方法、永久磁石電動機の鎖交磁束量測定プログラム、および永久磁石電動機の鎖交磁束量測定装置
CN103986396B (zh) 一种异步电机互感参数辨识方法和装置
CN108195512A (zh) 一种无人机电机转动惯量测量方法及测量装置
CN109347393A (zh) 一种电机初始位置角的测试方法、装置和设备
Han et al. The Speed estimation based on MRAS Induction motor
CN110212833B (zh) 偏差角度估计方法、***、计算机装置及介质
Wang et al. A simple sensorless control strategy for IPMSM in 1 MW flywheel energy storage system
CN108054970A (zh) 一种电机磁链测量方法及装置
CN111030543A (zh) 直流变频空调压缩机的零速闭环启动方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant