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关于永磁同步电机初始定位的疑问

关于永磁同步电机初始定位的疑问

最近在改善之前编写的一套永磁同步电机FOC算法,关于初始定位
有些疑问,我没有用过伺服控制器,不清楚控制器是如何定位的,
我把我的做法写出来大家帮我看看,多谢!

看到过一份资料,写道初始定位的做法如下:
给定子通一个已知大小和方向的直流电,这样使定子产生一个恒定的磁场,这个磁场与转子的
恒定磁场相互作用,迫使转子转到两个磁链成一线的位置而停止,从而得到转子的相位。

以上做法我尝试过,效果不好,在算法调试阶段,母线电压不好加的过高,加的低了,影响电机运行,造成定位不准,电机不是很精准的运行到两个磁链重叠的位置,可能会有位置上的晃动。

我目前的做法是:
给电机发电压矢量,使电机每隔0.2s转过15度,捕获光电编码器Z脉冲,Z脉冲出现的位置即为转子初始位置,检测到2次Z脉冲认为定位完成。

疑问如下:
1.给电机发电压矢量,使电机每隔0.2s转过15度,这种做法的时间间隔及使电机转过的角度合理吗,
在定位阶段,母线施加的电压是40V左右即可正常定位。
2.测试中发现,Z脉冲出现的位置即为转子的初始位置,是永磁电机都是这样的吗?
3.从定位阶段到FOC控制需要做些处理吗?我目前没有,定位完成后定位标志位置1,代码里判断一下,为1则跳转到FOC控制代码,这样合理吗

  • 漏写了一个问题:

    4.由于永磁机转子位置由光电编码器读取,当那么当捕获到Z脉冲后,需要将当前计数器的值清零吗

  • 对于问题1,刚刚做了些测试

    定位阶段,施加的电压矢量调整为每0.02s使电机转动5.625度,在同样母线电压的条件下测试,A、B相电流未见减小;

    随后,减小定位阶段Q轴给定,发现需加大母线电压才能进行正常定位,定位时A、B相电流由于母线电压的加大,电流同样没有减小。

    截取了测试波形:

  • 第一种方法是在无传感的系统中使用的方法,伺服系统中主要还是使用你的光电方案

  • 对于问题2 

    2.测试中发现,Z脉冲出现的位置即为转子的初始位置,是永磁电机都是这样的吗?

    永磁机本身没有初始位置,初始位置不是电机自身的一个特性,不过运行算法时需要一个初始位置。

    也就是说永磁机转子任何一个位置都可以看作初始位置。

    由于安装了光电编码器,矫正脉冲产生在电机机械转动一周时,因此,当捕获到矫正脉冲时,将计数器数值清0,以此作为永磁机转子初始位置是可以的

    我的这个理解对吗 谢谢

  • Z信号对应的是対极的零位

  • 哦 好的 那就是说初始位置好事和电机结构有关的 

    谢谢 其他问题可否解释下 

  • 感觉这个还是要跟具体电机设计有关,PMSM配的都是内置的光电编码器,最好看他们的设计文档

  • 资料很少 就这下面一页参数:

  • 个人理解:

    编码器安装时的Z脉冲信号要与某対极的零点对齐,而対极其实是对称的,所以Z脉冲点就可以作为零点位置

  • 恩 我先按照Z脉冲去定位了。

    定位阶段发电压矢量使电机旋转,是开环控制,从定位结束到矢量控制之间需要加一些处理吗?

    我目前调试发现:

    1。定位阶段相电流较大,请问如何解决呢?

    2。定位结束后调用FOC处理,电机有异响,应该是电流冲击比较大吧

  • 问题已自行解决:

    1.给电机发电压矢量,使电机每隔0.2s转过15度,这种做法的时间间隔及使电机转过的角度合理吗,
    在定位阶段,母线施加的电压是40V左右即可正常定位。

    答:可以施加一定角度的电压矢量,此法可行;之前开环定位时Q轴给定过大,造成低压可定位,高压冲击大,后调整了开环Q轴给定,可实现满压定位,

    定位阶段A、B相电流如下图,满压输入220VAc,给定1500rpm,波形稀疏部分为定位阶段:


    2.测试中发现,Z脉冲出现的位置即为转子的初始位置,是永磁电机都是这样的吗?

    答:是的,和电机结构相关,Z脉冲出现位置作为0点。

    3.从定位阶段到FOC控制需要做些处理吗?我目前没有,定位完成后定位标志位置1,代码里判断一下,为1则跳转到FOC控制代码,这样合理吗?

    答:可以直接切换到FOC,不需要作处理,满压设定1500rpm,转速、A相电流波形见下图,可以看到,从定位结束到FOC,未见大冲击。
    4.由于永磁机转子位置由光电编码器读取,当那么当捕获到Z脉冲后,需要将当前计数器的值清零吗

    答:是的 需要清0

  • 问题3回复时少贴了曲线图:

  • 您好 请问测量初始位置是不是应该是电机的初始位置和z信号出现时候的角度差,z信号可以捕获到,初始位置怎么确定的?给电机发的电压矢量有什么要求?谢谢

  • 您好 我当初调试时也没有从电机手册中看到有关初始位置与Z脉冲之间关系的明确说明

    是尝试了一下 做矢量控制的时候认为Z脉冲出现的位置就是永磁机转子的初始位置

    这样试着控制了一下 矢量控制算法是对的 所以我觉得永磁机转子初始位置应该就是捕获到Z脉冲的位置

    Z脉冲的位置如果与初始位置还存在偏差 那么应该怎样检测初始位置呢

    关于定位阶段发SVPWM波 因为是开关控制 所以要注意Q轴给定量 要根据母线电压做调整 避免定位阶段冲击过大

    再者,电机转动的步进不要太大,否则冲击也会大,我是每个算法周期让电机转动5点几度的机械角度 具体数值明天我给你查一下

  • 你好 查了下 

    我的处理是定位阶段每隔 0.0 1s使电机转动械角度 5.6 度

  • 你好,请问电机空载启动和满载启动控制上有什么区别没

  • 还有,给电机发电压矢量指的是什么?VF控制模式吗

  • 真是太感谢您了,谢谢