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  • 基于DSP的永磁同步电机全速范围转子定位

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  矢量驾驭流程中,必要切确的转子地点实行坐标轴系变换题目,采用一种基于DSP的转子地点检测和初始定位的要领。该要领正在电机静止时应用更正的磁定位法,通过辨别两次输出直流转矩,将转子先牵引出定位盲区,然后固定到预订地点实行转子初始定位;正在电机运转后采用更正的 M/T法,以及可变的采样时代丈量速率和转子地点新闻。同时正在测验平台上验证了该要领,测验结果证明该要领能精确定位转子初始地点,电机正在低速和高速时能精确测出转子地点新闻,且具有必定的牢靠性和有用性。

  永磁同步电机的驾驭战术,比方矢量驾驭,必要切确的全速规模内的转子地点实行解耦变换。而个中转子初始地点最为首要,初始地点的差错会影响其后转子地点的揣度,从而导致永磁同步电机解耦变换毛病,导致无法对电机实行确切驾驭。针对古代的磁定位法,可以因为电机静止时转子地点位于定位盲区,通俗的直流转矩不行使转子挽回到预订地点,应用更正的磁定位法,通过二次直流转矩定位,切确定位转子初始地点。针对古代的M/T算法存正在检测时代、差错大的题目,应用更正的M/T算法,缩短了揣度时代和提升了揣度精度。

  磁定位法道理是通过给逆变器发出直流触发脉冲信号,比方图1脉冲信号为(100)输出给电机定子绕组静止的电流矢量。

  其爆发的直流转矩会将定子挽回到固定地点,从而落成永磁同步电机的转子初始地点定位,道理如图2所示。

  式中,Fs为定子磁势;Fr为转子磁势;K为由电机参数裁夺的常数;sr为转子磁势和定子磁势的夹角。

  由式(1)可知,电磁转矩将使电机转子向sr减小的偏向挽回,直到电磁转矩与电机固有转矩抵达安祥的平均点。最终使转子D轴与电机A轴重合,落成转子的预订位。但转子地点正在预订前是随机的,当施加电压矢量为直轴负偏向时,sr=90,电磁力矩Tem则等于0。转子的磁定位会因为转子不转动而腐朽。

  为了避免转子地点位于上述的定位盲区,应用二次定位。正在转子预订位前,正在与预订地点相差90的地点施加一个电压矢量,使转子地点分开上述定位盲区,然后再施加原定的电压矢量,将已分开定位盲区的转子定位到预订地点,落成转子的预订位操作。

  增量式光电编码器挽回一圈会发出A相、B相和Z相3途脉冲。个中,A相和B相为两途正交脉冲信号,Z相脉冲等于编码器挽回圈数。其输出波形如图3所示。

  M/T法道理为测周期/频率法,道理是正在检测时代和此时代内编码器发出的脉冲个数。设1个时问间隔为Tg,Tg后检测到的第1个编码器脉冲终止DSP的内部脉冲计数器,计此时脉冲计数器值为m2,并用m2来丈量检测时代T,且

  设N为编码器挽回一周发出的脉冲数;m1为T时代内编码器发出的脉冲数;X为T时代内电机转过的角度位移,及

  但上述M/T法存正在检测信号时代过长,检测差错大的题目,针对此题目,提出了变M/T法。其道理是正在检测高频时钟脉冲和编码器信号脉冲的同时,采用随编码器发出脉冲信号而改变的时代Tg。取Tg=m3/fc,m3不含△T时代内的高频脉冲个数。则电机转速可外现为

  个中,0为电机的转子初始地点;p为电机极对数。式(7)可化简为

  测验选用的DSP为TI公司的TMS320F28335,永磁同步电机的额定功率为500 W,极对数为4,编码器为2 500线所示。

  电机静止时,通过应用DSP输出PWM波给三相逆变器,使其输出两次直流电压实行二次定位,将转子地点牵引到预订地点。电机运转时,DSP的事变约束器拘捕编码器输出的A相和B差分相脉冲信号揣度出转子实践地点,从而实行转速和转子地点的检测。一共编制的软件流程图如图6所示。

  图8为经PARK变换后的励磁电流值,爆发的励磁转矩将使电机挽回到固定地点,正在测验中设定为0.75,即相位为270,或-90,电机此时处于-90下的固定转矩电流感化下,从而找到相位的初始地点。

  由图9和图10可得出,变M/T法能正在电机低速时精确的检测出转子地点新闻,并能较好地揣度出及时转速。

  由图11和图12可得出,变M/T法正在电机高速时也能精确地检测出转子地点新闻,并能较好地揣度出及时转速。对照转速300 rs-1和1 200 rs-1的测验结果可知,该要领正在电机低速和高速时均能较好地测得转子地点和转速。

  图13为电机转速图,该要领检测的转子初始地点和运转时转子地点能知足永磁同步电机的矢量驾驭需求,电机起动神速,正在300转和1 200转均能安祥、牢靠的运转。

  测验结果证明,该要领正在电机静止时能很好地实行转子初始地点定位。正在电机低速和高速运转时,均能较好地检测出转子地点新闻,其反应转子地点新闻能使电机实行寻常的矢量驾驭。




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