引言
在进行电机矢量控制时,需要通过坐标变换将三相电流ia,ib,ic转换为id,iq,要实现正确的坐标变换,必须知道电机转子的准确位置,很多电机安装有霍尔传感器,根据霍尔传感器在任何状态都可以准确的确定电机转子所在扇区,但是有些高精度电机采用旋转变压器,或通信式绝对位置传感器做位置传感器,传感器的机械0点和电气0点又常常有偏差,这时就有了初始角度辨识的需要。

文章目录
引言
1、 辨识原理
2、仿真验证
2.1 验证初始位置已知
2.2 验证初始位置未知
2.3 极端情况
3、小结
1、 辨识原理
令初始角度为θ0,从编码器读到的机械角度为θm,电机极对数为pn,则转子的电气角度:θe = (θm - θ0) * pn
若初始角度准确,令vq = 0,vd > 0,根据θe进行坐标变换发波,因为没有输出有效转矩,电机保持静止。
若初始角度不准确,令vq = 0,vd > 0,根据θe进行坐标变换发波,输出电流含有iq分量,电机旋转,并逐渐稳定在正确的θe位置。
在这里插入图片描述

2、仿真验证

2.1 验证初始位置已知

搭建仿真模型如下:

在这里插入图片描述

模型修改自:Simulink永磁同步电机控制仿真系列三:id=0的闭环控制
设置电机初始位置为30度(pi/6),给定vd = 0.05倍母线电压,vq = 0,根据电机初始位置进行反park变换。根据上述原理,此时没有iq分量,电机应保持静止。
运行仿真,结果如下:

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可见,电机转矩基本为0,(10-15数量级),速度基本为0,电机位置静止在pi/6(0.5236)处。

2.2 验证初始位置未知

保持电机初始位置为pi/6,更改模型如下:

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假设此时不知道电机的初始位置。按照电气角度为0,给定vd = 5%Udc,Udc为母线电压,若电机初始位置电气角度不为零,根据上述原理,电机电气角度会倍拉到0,运行仿真。

在这里插入图片描述

可见,产生了有效转矩,并拉动电机,一段时间后电机转子逐渐稳定到0,该编码器0度与电气角度0度对其,在实际应用中,电机的机械0度和电气0度往往不同,给定电气角度0度,等待电机静止,此时电机机械角度不为零,该角度即电机初始角度。
仿真验证了上述理论可行。

2.3 极端情况
使用该方法进行初始角度整定存在极端情况,当电机转子位置与给定vd电气角度差180度附近时,产生的有效转矩较小,可能导致整定失败,实际整定中,可以给两个不同的角度。

3、小结
本文分享了一种带绝对位置编码器电机的初始位置整定方法,并给出仿真验证结果。相关仿真文件将在后续放出,想要了解更到永磁同步电机矢量控制内容,欢迎查阅笔者相关专栏。如果本文对您有用,记得留下一个赞哦。

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