同步电机控制位置确定方法、装置、计算机设备和存储介质

文档序号:571596 发布日期:2021-05-18 浏览:14次 >En<

阅读说明:本技术 同步电机控制位置确定方法、装置、计算机设备和存储介质 (Synchronous motor control position determining method and device, computer equipment and storage medium ) 是由 黄勇荣 于 2021-02-18 设计创作,主要内容包括:本公开提供了一种同步电机控制位置确定方法,应用于旋转变压器的极对数与电机的极对数不匹配的同步电机中,所述方法包括:获取该同步电机的基本参数;控制该同步电机归零,并获取所述旋转变压器的零位电角度解码值;驱动该同步电机旋转,并每隔预定时间周期获取所述旋转变压器的实时电角度解码值;根据所述零位电角度解码值以及所述实时电角度解码值,按照角度换算关系,确定该同步电机当前控制位置对应的电角度。所述方法解决了现有技术中同步电机的极对数与旋转变压器的极对数不匹配时无法确定同步电机控制位置的技术问题。(The present disclosure provides a method for determining a control position of a synchronous motor, which is applied to a synchronous motor in which a pole pair number of a rotary transformer and a pole pair number of a motor are not matched, and the method includes: acquiring basic parameters of the synchronous motor; controlling the synchronous motor to return to zero, and acquiring a zero-position electric angle decoding value of the rotary transformer; driving the synchronous motor to rotate, and acquiring a real-time electrical angle decoding value of the rotary transformer at intervals of a preset time period; and determining the electric angle corresponding to the current control position of the synchronous motor according to the zero electric angle decoding value and the real-time electric angle decoding value and an angle conversion relation. The method solves the technical problem that the control position of the synchronous motor cannot be determined when the number of pole pairs of the synchronous motor is not matched with the number of pole pairs of the rotary transformer in the prior art.)

同步电机控制位置确定方法、装置、计算机设备和存储介质

技术领域

本公开涉及电机控制技术领域,特别涉及一种同步电机控制位置确定方法、装置、计算机设备和存储介质。

背景技术

目前同步电机有感控制所需的位置信息获取主要由位置传感器输出信号解码得到,而常用的位置传感器有旋转变压器、光电编码器、霍尔传感器。其中光电编码器精度高但使用环境要求高;霍尔传感器坚固耐用但是易受温度、磁场影响;旋转变压器在保持良好的精度同时抗干扰能力出色因此应用比较广泛。

目前旋转变压器在同步电机控制中的应用比较局限,在应用的过程中需要同步电机的极对数与旋转变压器的极对数匹配,即同步电机极对数与旋转变压器极对数之比必须为正整数。且同步电机极对数与旋转变压器极对数之比越小,旋转变压器的测量精度越高。

但是在同步电机的极对数与旋转变压器的极对数不匹配时,则无法按照现有算法进行角度变化,确定当前该同步电机的控制位置,进而也无法控制该同步电机正常运行。

发明内容

本公开的一个目的在于解决现有技术中同步电机的极对数与旋转变压器的极对数不匹配时无法确定同步电机控制位置的技术问题。

为解决上述技术问题,本公开采用如下技术方案:

第一方面,本公开提供一种同步电机控制位置确定方法,应用于旋转变压器的极对数与电机的极对数不匹配的同步电机中,所述方法包括:

获取该同步电机的基本参数。

控制该同步电机归零,并获取所述旋转变压器的零位电角度解码值。

驱动该同步电机旋转,并每隔预定时间周期获取所述旋转变压器的实时电角度解码值。

根据所述零位电角度解码值以及所述实时电角度解码值,按照角度换算关系,确定该同步电机当前控制位置对应的电角度。

在其中一个实施例中,根据所述零位电角度解码值以及所述实时电角度解码值,按照角度换算关系,确定该同步电机当前控制位置对应的电角度的具体步骤包括:

根据所述实时电角度解码值,确定第一电气圈数参数,所述第一电气圈数参数用于记录该同步电机由零位旋转至当前控制位置时,所述旋转变压器的电气圈数的信息。

根据该同步电机的基本参数、零位电角度解码值、当前控制位置的所述实时电角度解码值以及所述第一电气圈数参数,选取中间角度计算方法,并使用确定的所述中间角度计算方法,计算中间参考角度。

根据所述中间参考角度以及该同步电机的基本参数,确定第二电气圈数参数,第二电气圈数参数用于记录该同步电机由零位旋转至当前控制位置时,所述同步电机的电气圈数的信息。

根据所述中间参考角度、该同步电机的基本参数以及第二圈数参数,确定该同步电机当前控制位置对应的电角度。

在其中一个实施例中,根据所述实时电角度解码值,确定第一电气圈数参数,具体包括:

将第一计数参数初始化。

从该同步电机归零的时刻开始,直至该同步电机转动至当前控制位置,每有相邻的两个时刻获取的两个实时电角度解码值分别位于第一角度区间和第二角度区间,则所述第一计数参数进行加减,并将加减后的第一计数参数作为所述第一电气圈数参数。

在其中一个实施例中,在将所述第一计数参数初始化之前,所述方法还包括:

判断该同步电机的旋转方向。

若该同步电机逆时针旋转,则将所述第一计数参数初始化即为将所述第一计数参数调整为0。

若该同步电机顺时针旋转,则将所述第一计数参数初始化即为将所述第一计数参数调整为旋转变压器的极对数减一。

在其中一个实施例中,该同步电机的基本参数包括转动角度参数,所述转动角度参数为该同步电机的最大解码转速与所述预定时间间隔之积,所述解码转速为单位时间内该同步电机转过的电角度解码值,所述最大解码转速为该同步电机在最高转速时的解码转速。

若该同步电机逆时针旋转,则每有相邻的两个时刻获取的两个实时电角度解码值位于第一角度区间和第二角度区间,所述第一计数参数加一。

其中,所述第一角度区间为Z-X~Z,所述第二角度区间为Z~Z+X,Z为零位电角度解码值,X为转动角度参数。

在其中一个实施例中,该同步电机的基本参数包括转动角度参数,所述转动角度参数为该同步电机的最大解码转速与所述预定时间间隔之积,所述解码转速为单位时间内该同步电机转过的电角度解码值,所述最大解码转速为该同步电机在最高转速时的解码转速。

若该同步电机顺时针旋转,则每有相邻的两个时刻获取的两个实时电角度解码值分别位于第一角度区间和第二角度区间,所述第一计数参数减一。

其中,所述第一角度区间Z-X~Z,所述第二角度区间为为Z~Z+X,Z为零位电角度解码值,X为转动角度参数。

在其中一个实施例中,该同步电机的基本参数包括所述旋转变压器的最大电角度解码值。

所述根据该同步电机的基本参数、零位电角度解码值、当前控制位置的所述实时电角度解码值以及所述第一电气圈数参数,确定中间角度计算方法,并使用确定的所述中间角度计算方法,计算中间参考角度的具体步骤包括:

判断当前控制位置的所述实时电角度解码值是处于第一判断区间还是处于第二判断区间。

若所述实时电角度解码值处于第二判断区间,则通过如下公式计算所述中间参考角度:

θ=(θr-Z)+M×Cnt1

若所述实时电角度解码值处于第一判断区间,则通过如下公式计算所述中间参考角度:

θ=(θr+M-Z)+M×Cnt1

其中,所述第一判断区间为0~Z,所述第二判断区间为Z~M。

θ为所述中间参考角度,θr为当前控制位置的实时电角度解码值,Z为零位电角度解码值,M为所述旋转变压器的最大电角度解码值,Cnt1为所述第一电气圈数参数。

在其中一个实施例中,该同步电机的基本参数包括所述旋转变压器的最大电角度解码值以及所述旋转变压器与该同步电机的极对数之比。

所述根据所述中间参考角度以及该同步电机的基本参数,确定第二电气圈数参数的具体公式为:

Cnt2=θ/(K×M)

其中,/为取商运算符,计算时仅保留整数商值,省略余数值。Cnt2为第二电气圈数参数,θ为所述中间参考角度,K为所述旋转变压器与该同步电机的极对数之比,M为所述旋转变压器的最大电角度解码值。

在其中一个实施例中,该同步电机的基本参数包括所述旋转变压器的最大电角度解码值、所述旋转变压器与该同步电机的极对数之比以及该同步电机电角度的转换系数。

根据所述中间参考角度、该同步电机的基本参数以及第二圈数参数,确定该同步电机当前控制位置对应的电角度的具体公式为:

θe=(θ-Cnt2×K×M)×Kc

其中,θe为确定该同步电机当前控制位置对应的电角度,Cnt2为第二电气圈数参数,θ为所述中间参考角度,K为所述旋转变压器与该同步电机的极对数之比,M为所述旋转变压器的最大电角度解码值,Kc为该同步电机电角度的转换系数。

在其中一个实施例中,在根据所述零位电角度解码值以及所述实时电角度解码值,按照角度换算关系,确定该同步电机当前控制位置对应的电角度之后,所述方法还包括:

判断该同步电机是否启动成功,若启动不成功,则重新控制该同步电机归零,并获取所述零位电角度解码值。

在其中一个实施例中,在控制该同步电机归零,并获取所述旋转变压器的零位电角度解码值之前,所述方法还包括:

响应于同步电机启动的指令,判断该同步电机是否初次通电,若该同步电机是初次通电,则控制该同步电机归零,并获取所述零位电角度解码值。

若该同步电机不是初次通电,则判断当前旋转变压器的解码参数与上一次关机时存储的旋转变压器的解码参数是否一致,若不一致,则控制该同步电机归零,并获取所述零位电角度解码值。

第二方面,提供了一种同步电机控制位置确定方法,包括:

基本参数获取单元,用于获取该同步电机的基本参数。

同步电机归零单元,用于控制该同步电机归零,并获取所述旋转变压器的零位电角度解码值。

解码参数获取单元,用于驱动该同步电机旋转,并每隔预定时间周期获取所述旋转变压器的实时电角度解码值。

控制位置确定单元,用于根据所述零位电角度解码值以及所述实时电角度解码值,按照角度换算关系,确定该同步电机当前控制位置对应的电角度。

第三方面,提供了一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器中存储有计算机可读指令,所述计算机可读指令被所述处理器执行时,使得所述处理器执行上述所述同步电机控制位置确定方法的步骤。

第四方面,提供了一种存储有计算机可读指令的存储介质,所述计算机可读指令被一个或多个处理器执行时,使得一个或多个处理器执行上述所述同步电机控制位置确定方法的步骤。

由上述技术方案可知,本公开至少具有如下优点和积极效果:

上述同步电机控制位置确定方法、装置、计算机设备和存储介质,通过将同步电机归零后获取其零位解码参数,并在后续转动时再实时获取该同步电机上旋转变压器的电角度解码值,根据所述零位电角度解码值以及所述实时电角度解码值,按照角度换算关系,确定该同步电机当前控制位置对应的电角度,即确定了解决了现有技术中同步电机的极对数与旋转变压器的极对数不匹配时无法确定同步电机控制位置的技术问题。

应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的,并不能限制本公开。

附图说明

图1是一个实施例中提供的同步电机控制位置确定方法的实施环境图。

图2是根据一示例性实施例示出的一种同步电机控制位置确定方法的流程图。

图3是根据图2对应实施例示出的同步电机控制位置确定方法中步骤S400的一种具体实现流程图。

图4是根据图3对应实施例示出的同步电机控制位置确定方法中步骤S410的一种具体实现流程图。

图5是根据一示例性实施例示出的一种同步电机控制位置确定装置的框图。

图6示意性示出一种用于实现上述同步电机控制位置确定方法的电子设备示例框图。

图7示意性示出一种用于实现上述同步电机控制位置确定方法的计算机可读存储介质。

电机主体100、旋转变压器200、电控机构300、输出轴110、电机转子120、电控盒130、旋变转子220。

具体实施方式

尽管本公开可以容易地表现为不同形式的实施方式,但在附图中示出并且在本说明书中将详细说明的仅仅是其中一些具体实施方式,同时可以理解的是本说明书应视为是本公开原理的示范性说明,而并非旨在将本公开限制到在此所说明的那样。

由此,本说明书中所指出的一个特征将用于说明本公开的一个实施方式的其中一个特征,而不是暗示本公开的每个实施方式必须具有所说明的特征。此外,应当注意的是本说明书描述了许多特征。尽管某些特征可以组合在一起以示出可能的系统设计,但是这些特征也可用于其他的未明确说明的组合。由此,除非另有说明,所说明的组合并非旨在限制。

在附图所示的实施方式中,方向的指示(诸如上、下、左、右、前和后)用于解释本公开的各种元件的结构和运动不是绝对的而是相对的。当这些元件处于附图所示的位置时,这些说明是合适的。如果这些元件的位置的说明发生改变时,则这些方向的指示也相应地改变。

以下结合本说明书的附图,对本公开的一些实施方式予以进一步地详尽阐述。在不冲突的情况下,下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

图1为一个实施例中提供的同步电机控制位置确定方法的实施环境图。如图1所示,该同步电机控制位置确定方法实施于旋转变压器的极对数与电机的极对数不匹配的同步电机中。在该同步电机中,包括电机主体100、旋转变压器200以及电控机构300。

旋转变压器200设置于所述电机主体100的输出轴110的尾端,输出轴110的尾端为与输出轴110的输出端相对的一端。电机主体100中的电机转子120和旋转变压器200中的旋变转子220均设于输出轴110上随输出轴旋转。在本实施例的同步电机中,电机转子120的极对数(即同步电机极对数)和旋变转子220的极对数(即旋转变压器极对数)可以为不匹配的,所述不匹配是指同步电机极对数与旋转变压器极对数之比不为正整数。

电控机构300分别与电机主体100以及旋转变压器200电信号连接,以控制电机主体100运行,并控制旋转变压器200获取电角度解码值,所述电角度解码值为旋转变压器输出的当前自身电角度的解码值,其包括电机转子120归零时的零位电角度解码值和其在电机转子120转动时实时采集的实时电角度解码值。电控机构300在控制电机主体100按照特定指令运行,并获取了相应的电角度解码值和同步电机的基本参数后,即可以根据获取的参数数据确定该同步电机当前控制位置对应的电角度。

需要说明的是,电控机构300可为设置与电机主体100顶部电控盒130内的电控板、设置于电机主体100上的各种终端设备以及与电机主体100和旋转变压器200电信号连接的计算机设备等,但并不局限于此。同步电机的类型可以是磁阻式同步电机、永磁同步电机以及开关同步电机等但并不局限于此。电控机构300与电机主体100和旋转变压器200之间可以通过有线、无线或者其他通讯连接方式进行连接,本发明在此不做限制。

如图2所示,在一个实施例中,提出了一种同步电机控制位置确定方法,应用于旋转变压器的极对数与电机的极对数不匹配的同步电机中,其可以由上述的电控机构300来执行,所述方法包括:

步骤S100,获取该同步电机的基本参数。

在电控机构300执行该同步电机控制位置确定方法时,首先需要获取该同步电机的各种基本参数,以便进行后续的计算,在本公开的实施例中,步骤S100可以是在同步电机启动时即执行,也可以是在电机归零后再执行,只要是在进行角度换算之前执行即可。

该同步电机的基本参数包括转动角度参数、所述旋转变压器的最大电角度解码值、所述旋转变压器与该同步电机的极对数之比以及该同步电机电角度的转换系数等。

其中,所述转动角度参数为该同步电机的最大解码转速与所述预定时间间隔之积,所述解码转速为单位时间内该同步电机转过的电角度解码值,所述最大解码转速为该同步电机在最高转速时的解码转速。

所述旋转变压器的最大电角度解码值即旋转变压器的最大电角度对应的电角度解码值。例如在本公开的一个实施例中,旋转变压器旋转360度电角度时输出的电角度解码值的输出范围为0~212-1,则其最大电角度解码值即为4096。

该同步电机电角度的转换系数与该同步电机电角度(转化为标幺值)、所述旋转变压器与该同步电机的极对数之比以及所述旋转变压器的最大电角度解码值相关。

其确定公式为:

其中,Kc为该同步电机电角度的转换系数,P2为旋变转子220的极对数,P1为电机转子120的极对数,Ym该同步电机最大电角度的标幺值,K为所述旋转变压器与该同步电机的极对数之比,M为所述旋转变压器的最大电角度解码值相关。

例如,在一个实施例中,该同步电机旋转360度电角度时转化成对应的标幺值的范围为“0~216-1”,则该同步电机最大电角度的标幺值Ym=65536。同时,若该同步电机的电机转子120的极对数P1=4,该同步电机的旋变转子的极对数P2=3,则所述旋转变压器与该同步电机的极对数之比K=0.75。则可以计算出该同步电机电角度的转换系数:

步骤S200,控制该同步电机归零,并获取所述旋转变压器的零位电角度解码值。

在确定该同步电机控制位置时,需要先将同步电机调至零位,即归零。所述零位是电机转动过程中的参考位,一般地,当电机转子120的其中一对磁极沿所述电机转子A相线圈绕组电流方向为正时的磁场方向使,该同步电机归零。

故在本公开的一个实施例中,控制该同步电机归零的具体步骤即为,逐渐增大A、B、C三相线圈绕组的电流,电流方向为A+B-C-,直至电机转子不再转动,此时同步电机处于零位,归零步骤完成。一般地,当A相线圈绕组的电流超过同步电机额定电流的一半时,同步电机归零完成。

当同步电机归零后,即获取此时旋转变压器输出的电角度解码值,此时旋转变压器输出的电角度解码值即为零位电角度解码值。

步骤S300,驱动该同步电机旋转,并每隔预定时间周期获取所述旋转变压器的实时电角度解码值。

在同步电机归零后,继续取得同步电机旋转,在此过程中,每隔预定时间周期获取旋转变压器输出的电角度解码值,即为实时电角度解码值。以实时确定电机的控制位置。

步骤S400,根据所述零位电角度解码值以及所述实时电角度解码值,按照角度换算关系,确定该同步电机当前控制位置对应的电角度。

在获取好需要的数据后,即可以根据获取的相关数据按照角度换算关系进行计算,最终确定出该同步电机当前控制位置对应的电角度。

上述的角度换算关系包括一系列复杂的换算步骤,如图3所示,其具体执行步骤至少包括:

步骤S410,根据所述实时电角度解码值,确定第一电气圈数参数。

首先,需要确定由同步电机归零开始,至当前位置时旋转变压器所的电气圈数。由于同步电机的极对数和旋转变压器的极对数并不匹配,每一个旋转变压器输出的电角度解码值可能对应多个同步电机的电角度,故首先需要确定旋转变压器所的电气圈数,以推导出同步电机的电角度。在本实施例中,旋转变压器所的电气圈数的表现形式即为第一电气圈数参数,其记录了该同步电机由零位旋转至当前控制位置时,所述旋转变压器的电气圈数的信息。

请参阅图4,在本公开的一个实施例中,确定第一电气圈数参数的具体步骤可以具体包括:

步骤S412,将第一计数参数初始化。

步骤S414,从该同步电机归零的时刻开始,直至该同步电机转动至当前控制位置,每有相邻的两个时刻获取的两个实时电角度解码值分别位于第一角度区间和第二角度区间,则所述第一计数参数进行加减,并将加减后的第一计数参数作为所述第一电气圈数参数。

本实施例所采用的方式为先将用于计数的第一计数参数初始化,然后每当旋转变压器的电角度转过一圈,则对第一计数参数进行加减,直至该同步电机转动至当前控制位置,此时的第一计数参数即为第一电气圈数参数。

在本实施例中,将第一计数参数初始化的方式以及对第一计数参数进行加减的方式,会依照电机旋转方向的不同会有所不同。故在本实施例中,在将所述第一计数参数初始化之前,上述的步骤S410还可以包括:

步骤S411,判断该同步电机的旋转方向。

若该同步电机逆时针旋转,在本公开中称之为正转,则将所述第一计数参数初始化即为将所述第一计数参数调整为0。同时,在该同步电机逆时针旋转时,每有相邻的两个时刻获取的两个实时电角度解码值位于第一角度区间和第二角度区间,所述第一计数参数加一。即若某一时刻获取的实时电角度解码值位于第二角度区间,而与所述时刻相邻的上一时刻获取的实时电角度解码值位于第一角度区间,则在所述时刻,所述第一计数参数加一。

若该同步电机顺时针旋转,在本公开中称之为反转,则将所述第一计数参数初始化即为将所述第一计数参数调整为旋转变压器的极对数减一。例如当该同步电机的旋变转子的极对数P2=3时,将所述第一计数参数初始化即为将所述第一计数参数调整为3-1=2。同时,在该同步电机顺时针旋转时,每有相邻的两个时刻获取的两个实时电角度解码值分别位于第一角度区间和第二角度区间,所述第一计数参数减一。即若某一时刻获取的实时电角度解码值位于第一角度区间,而与所述时刻相邻的上一时刻获取的实时电角度解码值位于第二角度区间,则在所述时刻,所述第一计数参数减一。

在上述的实施例中,所述第一角度区间Z-X~Z,所述第二角度区间为Z~Z+X,Z为零位电角度解码值,X为转动角度参数。所述转动角度参数为该同步电机的最大解码转速与所述预定时间间隔之积,所述解码转速为单位时间内该同步电机转过的电角度解码值,所述最大解码转速为该同步电机在最高转速时的解码转速。

由于同步电机旋转方向不同时,旋转变压器在一段时间内获取的实时电角度解码值的规律并不相同。例如在某一段时间,若同步电机正转,则旋转变压器获取的实时电角度解码值依照时间排布应所述是2000、2010、2020……;若同步反转,则旋转变压器获取的实时电角度解码值依照时间排布应所述是2000、1990、1980……。故在本实施例中,针对旋转方向不同导致的旋转变压器在一段时间内获取的实时电角度解码值规律的不同,提出了不同的计数规则进行计数。

步骤S420,根据该同步电机的基本参数、零位电角度解码值、当前控制位置的所述实时电角度解码值以及所述第一电气圈数参数,选取中间角度计算方法,并使用确定的所述中间角度计算方法,计算中间参考角度。

在旋转变压器自零位始随同步电机正转一圈的过程中,旋转变压器获取的电角度解码值理应随时间递增,直至又一次转过零位电角度解码值。但在实际应用环境中,由于旋转变压器极对数不匹配以及Z值可能不为零,故当同步电机旋转至旋转变压器获取的电角度解码值处于区间0~Z时,需要对旋转变压器获取的电角度解码值进行修正,以使处于区间0~Z的电角度解码值能够接续至处于区间Z~M的电角度解码值之后,形成随时间递增的完整函数。故上述的步骤S420的具体步骤包括:

判断当前控制位置的所述实时电角度解码值是处于第一判断区间还是处于第二判断区间。

若所述实时电角度解码值处于第二判断区间,则通过第一公式计算所述中间参考角度。

若所述实时电角度解码值处于第一判断区间,则通过第二公式计算所述中间参考角度。

上述的第一公式为:θ=(θr-Z)+M×Cnt1

上述的第二公式为:θ=(θr+M-Z)+M×Cnt1

其中,所述第一判断区间为0~Z,所述第二判断区间为Z~M;θ为所述中间参考角度,θr为当前控制位置的实时电角度解码值,Z为零位电角度解码值,M为所述旋转变压器的最大电角度解码值,Cnt1为所述第一电气圈数参数。

在本实施例中,对θr的修正是通过对处于第一判断区间的θr值加一个M值,以使处于第一判断区间的电角度解码值能够接续至处于第二判断区间的电角度解码值之后。经过修正后计算得出的θ值在同步电机正转的情况下正好是随时间递增的函数,其本质实际上是从同步电机归零开始直至当前位置,旋转变压器旋转过的总的电角度(转化为电角度解码值表示)。

步骤S430,根据所述中间参考角度以及该同步电机的基本参数,确定第二电气圈数参数。

在获取了中间参考角度后,就可以所述根据所述中间参考角度以及该同步电机的基本参数,确定第二电气圈数参数。同步电机的电气圈数的表现形式即为第二电气圈数参数,其记录了该同步电机由零位旋转至当前控制位置时,所述同步电机的电气圈数的信息。

确定第二电气圈数参数的具体公式为:

Cnt2=θ/(K×M)

其中,/为取商运算符,计算时仅保留整数商值,省略余数值;Cnt2为第二电气圈数参数,θ为所述中间参考角度,K为所述旋转变压器与该同步电机的极对数之比,M为所述旋转变压器的最大电角度解码值。

在同步电机正转的情况下,由于已经得出了从同步电机归零开始直至当前位置,旋转变压器旋转过的总的电角度(转化为电角度解码值表示),此时将其除以所述旋转变压器与该同步电机的极对数之比,即可以得出旋转变压器旋转过的总的电角度(转化为电角度解码值表示),再除以旋转变压器的最大电角度解码值,并取其商就得出同步电机旋转的圈数。

步骤S440,根据所述中间参考角度、该同步电机的基本参数以及第二圈数参数,确定该同步电机当前控制位置对应的电角度。

在获取了同步电机的圈数参数后,就可以根据所述中间参考角度、该同步电机的基本参数以及第二圈数参数,确定该同步电机当前控制位置对应的电角度,其具体公式为:

θe=(θ-Cnt2×K×M)×Kc

其中,θe为确定该同步电机当前控制位置对应的电角度,Cnt2为第二电气圈数参数,θ为所述中间参考角度,K为所述旋转变压器与该同步电机的极对数之比,M为所述旋转变压器的最大电角度解码值,Kc为该同步电机电角度的转换系数。

在同步电机正转的情况下,由于已经知晓了同步电机已经旋转的圈数以及旋转变压器从同步电机归零开始直至当前位置旋转过的总的电角度(转化为电角度解码值表示),则其两者之差即为旋转变压器在同步电机旋转过圈后,至当前位置所旋转的角度值(转化为电角度解码值表示),此时再乘一个转换系数即得到同步电机当前位置对应的电角度(标幺值表示),即同步电机当前控制位置对应的电角度。

为方便本领域技术人员以及公众进一步理解本公开的实施方式,下面将举出一些带数值的实施例加以说明。

在本公开的一个实施例中,假设同步电机的电机转子120的极对数P1=4,旋变转子的极对数P2=3,则所述旋转变压器与该同步电机的极对数之比K=0.75。同时,该同步电机旋转360度电角度时转化成对应的标幺值的范围为“0~216-1”,则该同步电机最大电角度的标幺值Ym=65536。同时,该同步电机的旋转变压器旋转360度电角度时输出的电角度解码值的输出范围为0~212-1,则其最大电角度解码值即为4096。通过上述数据,又可以算出该同步电机电角度的转换系数:

假设该同步电机归零时获取的零位电角度解码值Z=512。归零后,其电机转子120在机械空间又正转了135度,则同步电机对应电角度正转了540度,其当前位置对应的电角度为180度,标幺值为32768。同时,其旋转变压器对应电角度正转了405度。则旋转变压器在旋转时有一次相邻的两个时刻获取的两个实时电角度解码值分别位于第一角度区间和第二角度区间,即Cnt1=1。同时在当前时刻其获取的实时电角度解码值θr=1024,处于第二判断区间Z~M中。故可计算出归零后旋转变压器旋转过的总的电角度(转化为电角度解码值表示),即其中间角度为:

θ=(θr-Z)+M×Cnt1=(1024-512)+4096×1=4608。

然后可以计算出其同步电机的圈数参数为:

Cnt2=θ/(K×M)=4608/(0.75×4096)=1。

最后可以计算出该同步电机当前控制位置对应的电角度为:

假设该同步电机归零时获取的零位电角度解码值Z=512。归零后,其电机转子120在机械空间又反转了135度,则同步电机对应电角度反转了540度,其当前位置对应的电角度为180度,标幺值为32768。同时,其旋转变压器对应的电角度反转了405度。则旋转变压器在旋转时有一次相邻的两个时刻获取的两个实时电角度解码值分别位于第一角度区间和第二角度区间,则可得出第一计数参数Cnt1=P2-1-1=3-1-1=1。同时在当前时刻其获取的实时电角度解码值θr=0,处于第二判断区间0~Z中。故可计算出归零后旋转变压器旋转过的总的电角度(转化为电角度解码值表示),即其中间角度为:

θ=(θr+M-Z)+M×Cnt1=(0+4096-512)+4096×1=7680。

然后可以计算出其同步电机的圈数参数为:

Cnt2=θ/(K×M)=7680/(0.75×4096)=2。

最后可以计算出该同步电机当前控制位置对应的电角度为:

上述两实施例的计算结果与均同步电机当前时刻所处位置对应电角度的标幺值一致,证明本公开的算法可以准确无误地计算出该同步电机当前控制位置对应的电角度,解决了现有技术中同步电机的极对数与旋转变压器的极对数不匹配时无法确定同步电机控制位置的技术问题。将本公开的同步电机控制位置确定方法配置到同步电机的电控机构300中后,就可以不必再特意为同步电机寻找与其匹配的旋转变压器,增加了物料选取的自由度。可以使工厂在缺少匹配的旋转变压器时,继续生产可以工作的同步电机。

同时,请继续参阅图2,本公开的一些实施例中,在步骤S200之前,所述方法还包括:

步骤S101,响应于同步电机启动的指令,判断该同步电机是否初次通电。

步骤S102,判断当前旋转变压器的解码参数与上一次关机时存储的旋转变压器的解码参数是否一致。

若在步骤S101判断出该同步电机是初次通电,则执行步骤S200。若在步骤S101判断出该同步电机不是初次通电,执行步骤S102。

若在步骤S102判断出当前旋转变压器的解码参数与上一次关机时存储的旋转变压器的解码参数不一致,则执行步骤S200。若在步骤S102判断出当前旋转变压器的解码参数与上一次关机时存储的旋转变压器的解码参数一致,则跳过步骤S200,执行步骤S300。

在同步电机启动通电后,应所述先判断其是否为初次通电,若其为初次通电,则整个同步电机未经过设置,此时需要对其进行初始化设置,故需要执行步骤S200。若其不是初次通电,则需要判断判断当前旋转变压器的解码参数与上一次关机时存储的旋转变压器的解码参数是否一致,以判断其在关机状态下,其电机转子120是否被人为转动过。若当前旋转变压器的解码参数与上一次关机时存储的旋转变压器的解码参数一致,则证明电机转子120仍然在原位,未被人为转动过,此时可以跳过步骤S200,直接执行步骤S300。若当前旋转变压器的解码参数与上一次关机时存储的旋转变压器的解码参数不一致,则证明电机转子120被人为转动过,此时则需要执行步骤S200,进行初始化设置。

在本公开的另一些实施例中,在步骤S400之后,所述方法还包括:

步骤S500,判断该同步电机是否启动成功。

若启动不成功,则重新执行步骤S200。

在本实施例中,由于同步电机的极对数与旋转变压器的极对数不匹配,所以若当前旋转变压器的解码参数与上一次关机时存储的旋转变压器的解码参数一致,不一定证明电机转子120仍然在原位,未被人为转动过。若电机转子120实际上被人为转动过,则经过步骤S300和步骤S400计算出的该同步电机当前控制位置对应的电角度就是错误的,这样会导致同步电机直接停机,启动不成功。此时就需要对同步电机重新初始化,执行步骤S200。

如图5所示,在一个实施例中,提供了一种同步电机控制位置确定装置,该同步电机控制位置确定装置可以集成于上述的电控机构300中,具体可以包括以下单元:

基本参数获取单元310,用于获取该同步电机的基本参数;

同步电机归零单元320,用于控制该同步电机归零,并获取所述旋转变压器的零位电角度解码值;

解码参数获取单元330,用于驱动该同步电机旋转,并每隔预定时间周期获取所述旋转变压器的实时电角度解码值;

控制位置确定单元340,用于根据所述零位电角度解码值以及所述实时电角度解码值,按照角度换算关系,确定该同步电机当前控制位置对应的电角度。

上述装置中各个模块的功能和作用的实现过程具体详见上述同步电机控制位置确定方法中对应步骤的实现过程,在此不再赘述。

应当注意,尽管在上文详细描述中提及了用于动作执行的设备的若干模块或者单元,但是这种划分并非强制性的。实际上,根据本公开的实施方式,上文描述的两个或更多模块或者单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之,上文描述的一个模块或者单元的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。

此外,尽管在附图中以特定顺序描述了本公开中方法的各个步骤,但是,这并非要求或者暗示必须按照所述特定顺序来执行这些步骤,或是必须执行全部所示的步骤才能实现期望的结果。附加的或备选的,可以省略某些步骤,将多个步骤合并为一个步骤执行,以及/或者将一个步骤分解为多个步骤执行等。

通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员易于理解,这里描述的示例实施方式可以通过软件实现,也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此,根据本公开实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来,所述软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM,U盘,移动硬盘等)中或网络上,包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、移动终端、或者网络设备等)执行根据本公开实施方式的方法。

在本公开的示例性实施例中,还提供了一种能够实现上述方法的电子设备。

所属技术领域的技术人员能够理解,本发明的各个方面可以实现为系统、方法或程序产品。因此,本发明的各个方面可以具体实现为以下形式,即:完全的硬件实施方式、完全的软件实施方式(包括固件、微代码等),或硬件和软件方面结合的实施方式,这里可以统称为“电路”、“模块”或“系统”。

下面参照图6来描述根据本发明的这种实施方式的电子设备500。图6显示的电子设备500仅仅是一个示例,不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图6所示,电子设备500以通用计算设备的形式表现。电子设备500的组件可以包括但不限于:上述至少一个处理单元510、上述至少一个存储单元520、连接不同系统组件(包括存储单元520和处理单元510)的总线530。

其中,所述存储单元存储有程序代码,所述程序代码可以被所述处理单元510执行,使得所述处理单元510执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本发明各种示例性实施方式的步骤。例如,所述处理单元510可以执行如图2中所示的步骤S100,获取该同步电机的基本参数。步骤S200,控制该同步电机归零,并获取所述旋转变压器的零位电角度解码值。步骤S300,驱动该同步电机旋转,并每隔预定时间周期获取所述旋转变压器的实时电角度解码值。步骤S400,根据所述零位电角度解码值以及所述实时电角度解码值,按照角度换算关系,确定该同步电机当前控制位置对应的电角度。

存储单元520可以包括易失性存储单元形式的可读介质,例如随机存取存储单元(RAM)5201和/或高速缓存存储单元5202,还可以进一步包括只读存储单元(ROM)5203。

存储单元520还可以包括具有一组(至少一个)程序模块5205的程序/实用工具5204,这样的程序模块5205包括但不限于:操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据,这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。

总线530可以为表示几类总线结构中的一种或多种,包括存储单元总线或者存储单元控制器、外围总线、图形加速端口、处理单元或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。

电子设备500也可以与一个或多个外部设备700(例如键盘、指向设备、蓝牙设备等)通信,还可与一个或者多个使得用户能与所述电子设备500交互的设备通信,和/或与使得所述电子设备500能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如路由器、调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口550进行。并且,电子设备500还可以通过网络适配器560与一个或者多个网络(例如局域网(LAN),广域网(WAN)和/或公共网络,例如因特网)通信。如图所示,网络适配器560通过总线530与电子设备500的其它模块通信。应当明白,尽管图中未示出,可以结合电子设备500使用其它硬件和/或软件模块,包括但不限于:微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。

通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员易于理解,这里描述的示例实施方式可以通过软件实现,也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此,根据本公开实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来,所述软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM,U盘,移动硬盘等)中或网络上,包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、终端装置、或者网络设备等)执行根据本公开实施方式的方法。

在本公开的示例性实施例中,还提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有能够实现本说明书上述方法的程序产品。在一些可能的实施方式中,本发明的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式,其包括程序代码,当所述程序产品在终端设备上运行时,所述程序代码用于使所述终端设备执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本发明各种示例性实施方式的步骤。

参考图7所示,描述了根据本发明的实施方式的用于实现上述方法的程序产品600,其可以采用便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)并包括程序代码,并可以在终端设备,例如个人电脑上运行。然而,本发明的程序产品不限于此,在本文件中,可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质,所述程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

所述程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以为但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件,或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括:具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。

计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号,其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式,包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读信号介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质,所述可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。

可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输,包括但不限于无线、有线、光缆、RF等等,或者上述的任意合适的组合。

可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明操作的程序代码,所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、C++等,还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中,远程计算设备可以通过任意种类的网络,包括局域网(LAN)或广域网(WAN),连接到用户计算设备,或者,可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

此外,上述附图仅是根据本发明示例性实施例的方法所包括的处理的示意性说明,而不是限制目的。易于理解,上述附图所示的处理并不表明或限制这些处理的时间顺序。另外,也易于理解,这些处理可以是例如在多个模块中同步或异步执行的。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后,将容易想到本公开的其他实施例。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本公开的真正范围和精神由权利要求指出。

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