阅读说明：本技术 一种永磁同步电机控制方法及其控制系统 (Permanent magnet synchronous motor control method and control system thereof ) 是由 邹腊年 徐飞飞 刘博� 于 2019-12-20 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种永磁同步电机控制方法,包括：S1、启动电机,直至电机转速稳定；S2、校准位置传感器和电流传感器,使二者的延迟时间一致；S3、位置传感器实时检测电机内转子位置,电流传感器实时检测电机内线圈中的电流；S4、记录感应头正对色标的时刻t1,记录线圈中电流达到峰值时刻t2,并得出t1和t2的差值Δt；S5、判断Δt是否小于预定值,若Δt小于预定值则结束控制,若Δt大于预定值,则进行S6；S6、改变电源适配器供电的相位；S7、重复S2至S4,直至Δt小于预定值,进而结束控制。检测线圈正交切割磁感线的时刻与电流峰值时刻间的差值,改变供电相位,使二者差值减小到预定值,解决现有技术中永磁同步电机中电流与磁场不匹配的技术问题。(The invention discloses a permanent magnet synchronous motor control method, which comprises the following steps: s1, starting the motor until the rotating speed of the motor is stable; s2, calibrating the position sensor and the current sensor to make the delay time of the position sensor and the current sensor consistent; s3, detecting the position of the rotor in the motor in real time by a position sensor, and detecting the current in the coil in the motor in real time by a current sensor; s4, recording the time t1 when the induction head faces the color scale, recording the time t2 when the current in the coil reaches the peak value, and obtaining the difference value delta t between t1 and t 2; s5, judging whether the delta t is smaller than a preset value, if the delta t is smaller than the preset value, ending the control, and if the delta t is larger than the preset value, carrying out S6; s6, changing the phase of the power supply of the power adapter; and S7, repeating S2 to S4 until the delta t is smaller than the preset value, and then ending the control. The difference between the moment when the detection coil orthogonally cuts the magnetic induction line and the current peak value moment changes the power supply phase, so that the difference between the two is reduced to a preset value, and the technical problem that the current and the magnetic field in the permanent magnet synchronous motor in the prior art are not matched is solved.)

一种永磁同步电机控制方法及其控制系统

技术领域

本发明涉及自动化领域，具体涉及一种永磁同步电机控制方法及其控制统。

背景技术

同步永磁电机使用交流电，因此为了提高电机的工作效率，人们希望在电流的峰值时，内转子的线圈恰好正交永磁体所提供的磁感线。倘若永磁同步电机不能运行在理想工作状态，一方面会降低电机的输出转矩，另一方面，还会带来一些振动和噪音的问题，并且电机电磁匹配不恰当，甚至可能会造成电机事故。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术不足，提出一种永磁同步电机控制系统及其控制方法，解决现有技术中永磁同步电机中电流与磁场不匹配而影响电机工作效率的技术问题。

为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种永磁同步电机控制方法，包括：

S1、启动电机，直至电机转速稳定；

S2、校准位置传感器和电流传感器，使二者的延迟时间一致。

S3、位置传感器实时检测电机内转子位置，电流传感器实时检测电机内线圈中的电流；

S4、记录感应头正对色标的时刻t1,记录线圈中电流达到峰值时刻t2，并得出t1和t2的差值Δt；

S5、判断Δt是否小于预定值，若Δt小于预定值则结束控制，若Δt大于预定值，则进行S6；

S6、改变电源适配器供电的相位；

S7、重复S2至S4，直至Δt小于预定值，进而结束控制。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：位置传感器实时检测电机内转子的实时位置，并记录内转子上线圈正交切割磁感线的时刻t1，而电流传感器实时检测电机内线圈中的电流变化，并记录电流的峰值时刻t2，控制器检测t1与t2的差值Δt，当Δt小于预定值时则说明线圈正交切割磁感线的时候，线圈中的电流处于峰值，也就说明电机工作效率处于最高的状态，而当Δt大于预定值时，则说明电机的工作状态需要调整，此时调整电源适配器的供电相位，直至Δt小于预定值，则调整完毕，使电机处于最高的工作效率。

附图说明

图1是本发明实施例的永磁同步电机控制系统的结构示意图；

图2是本发明实施例的位置传感器装配关系结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供一种永磁同步电机控制系统，包括：控制器100、位置传感器200、电流传感器300、电机400、电源适配器500以及转矩传感器600。

控制器100分别与位置传感器200、电流传感器300、电机400、电源适配器500和转矩传感器600，控制器100接收各个传感器传递的信号，并进行一定的逻辑判断，并根据判断结果操控电源适配器500改变供电相位。

位置传感器200用于实时检测电机400内转子的实时位置，位置传感器200包括：感应头210和色标220，其中感应头210设置于电机400机壳的内壁，而色标220固定于电机400内转子上。此外，还要求当电机400内转子上线圈正交切割电机400永磁体所形成的磁感线的位置时，感应头210正对色标220。因此，当感应头210检测到色标220的时候，则说明电机400的内转子上的线圈正交切割磁感线，则位置传感器200即向控制器100反馈感应信号。

电流传感器300实时测量电机400中线圈的电流变化，关于电流传感器的选择不做限制，霍尔式电流传感器、互感式电流传感器皆可满足要求，值得注意的是，本发明的技术方案，希望电流传感器300能尽可能的精确反馈电流达到峰值的时刻。

电机400作为本发明控制的对象，为永磁同步电机，因为位置传感器200有特殊的安装需要，要适应位置传感器200的安装，电机400的内壁上要留有位置用于安装感应头210，同时留有引线孔，用于感应头210的供电线通过，而电机400的内转子上要留有空间用于装设色标220。

电源适配器500用于向电机400供电，电源适配器500受控制器100控制而改变电源适配器500的供电的相位，从而改变电机400的运转状态。

值得注意的是，无论位置传感器200还是电流传感器300，向控制器100反馈信号的过程中均会存在一定的延迟，倘若二者的延迟相同，则不影响本发明永磁同步电机控制系统的精度，但二者的延迟不同，则需要将二者的延迟调整一致。基于上述问题，增设转矩传感器600对位置传感器200及电流传感器300的延迟不同步问题进行校验。

此处应当注意的是，当内转子上的线圈在正交切割磁感线的时候，恰好处于电流的峰值，则电机400的输出转矩最大。因此可利用转矩传感器600校验，但由于受制于惯性的影响，电机400输出的转矩变化无法在极短的时间内被转矩传感器600及时检测出来，因此利用转矩传感器600的反馈结果直接调整电机400中磁场与线圈中的电流的匹配关系，所花费的时间过长，因此该方法实用性比较差，但却可以利用转矩传感器600校验位置传感器200与电流传感器300的延迟误差。

基于上述技术方案的基础上，采用如下的控制方法：

S1、启动电机400，直至电机400转速稳定；

S2、校准位置传感器和电流传感器，使二者的延迟时间一致；

S3、位置传感器200实时检测电机400内转子位置，电流传感器300实时检测电机400内线圈中的电流；

S4、记录感应头210正对色标220的时刻t1,记录线圈中电流达到峰值时刻t2，并得出t1和t2的差值Δt；

S5、判断Δt是否小于预定值，若Δt小于预定值则结束控制，若Δt大于预定值，则进行S6；

S6、改变电源适配器500供电的相位；

S7、重复S2至S4，直至Δt小于预定值，进而结束控制。

此处应当注意的是预定值设置的越小，则控制系统的控制就越为精确，而本实施例优选将预定值设置为0.2ms，同时在改变电源适配器500的供电相位的过程中，应当逐步改变供电相位，直至变化达到一个周期。相应的，每次相位变化的间隔越小，控制的精度越高。

此外针对，位置传感器200和电流传感器300的延迟问题，采用如下的校准方法：

S21、转矩传感器600检测Δt小于预定值后的电机400输出转矩M0；

S22、改变电源适配器500的供电相位，待电机400输出转矩稳定后，测得电机400输出转矩M1；

S23、重复S2，不断改变供电相位，直至相位改变满一个周期，依次得到转矩M2至转矩Mn；

S24、得出M1至Mn中的最大值Mmax，倘若M0大于Mmax，则传感器延迟无需校准，倘若M0小于Mmax，则Mmax所对应的相位与M0所对应的相位之间的相位差即位置传感器200和电流传感器300二者的延迟差ξ；

S25、将位置传感器200的反馈信号延后ξ，检验此时Δt是否小于预定值，若小于预定值则完成校准，若Δt大于预定值，则将电流传感器300

反馈信号延后2ξ后完成校准。

以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。