阅读说明：本技术 一种宽转速自适应调节的永磁同步电机控制方法 (Wide-rotating-speed self-adaptive-adjustment permanent magnet synchronous motor control method ) 是由 刘瑾 江曼 赵小鹏 李孟 于 2019-10-18 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种宽转速自适应调节的永磁同步电机控制方法,包括确定永磁同步电机的调速范围,并结合永磁同步电机的极对数将其转换为电转速的调速范围；确定旋转变压器解码芯片可配置的解码位数及不同位数可跟踪的最高电转速；分配电转速指令区间,并为各电转速指令区间指定旋转变压器解码芯片配置的解码位数；软件实时读取电转速指令,并判断电转速指令所处的区间；将读取的旋转变压器解码数值转换为永磁同步电机的转子位置角；通过矢量控制算法实现永磁同步电机的转速闭环控制的步骤。本发明在不改变控制器硬件的前提下,通过合理的软件配置一方面保证了转速闭环任务的顺利完成,另一方面保证了角度位置分辨率的最高化。(The invention relates to a control method of a permanent magnet synchronous motor with wide rotating speed self-adaptive adjustment, which comprises the steps of determining the speed regulation range of the permanent magnet synchronous motor, and converting the speed regulation range into the speed regulation range of the electric rotating speed by combining the number of pole pairs of the permanent magnet synchronous motor; determining the configurable decoding digit of a decoding chip of the rotary transformer and the traceable highest electric rotating speed of different digits; distributing electric rotating speed instruction intervals, and appointing decoding digits configured by a rotary transformer decoding chip for each electric rotating speed instruction interval; reading the electric rotating speed instruction in real time by software, and judging the interval of the electric rotating speed instruction; converting the read resolver decoding numerical value into a rotor position angle of the permanent magnet synchronous motor; and realizing the rotating speed closed-loop control of the permanent magnet synchronous motor through a vector control algorithm. On the premise of not changing the hardware of the controller, the invention ensures the smooth completion of the rotating speed closed-loop task and the maximization of the angular position resolution through reasonable software configuration.)

一种宽转速自适应调节的永磁同步电机控制方法

技术领域

本发明属于永磁同步电机控制领域，特别是涉及采用经典矢量控制算法的永磁同步电机控制领域，具体涉及一种宽转速自适应调节的永磁同步电机控制方法。

背景技术

近年来，永磁同步电机因其调速性能好、转矩脉动小等优点，在许多应用场合逐渐取代无刷直流电机，包括航空航天和军事装备中的控制系统、工业自动化系统、信息处理和计算机系统、医疗设备等。随着调速范围的不断加宽，永磁同步电机角度位置传感器的解码精度和高转速的矛盾逐渐显现。为此，急需开展宽转速自适应调节的永磁同步电机控制方法研究，以期在尽可能保证解码精度的前提下，满足永磁同步电机高转速的跟踪需求。

发明内容

本发明的目的是：提出一种宽转速自适应调节的永磁同步电机控制方法，以适应永磁同步电机的宽调速范围。

本发明采取的技术方案为，一种宽转速自适应调节的永磁同步电机控制方法，具体步骤包括：确定永磁同步电机的调速范围，并结合永磁同步电机的极对数将其转换为电转速的调速范围；确定旋转变压器解码芯片可配置的解码位数及不同位数可跟踪的最高电转速；分配电转速指令区间，并为各电转速指令区间指定旋转变压器解码芯片配置的解码位数；软件实时读取电转速指令，并判断电转速指令所处的区间；将读取的旋转变压器解码数值转换为永磁同步电机的转子位置角；通过矢量控制算法实现永磁同步电机的转速闭环控制的步骤。

具体控制步骤如下：

步骤1：确定永磁同步电机的调速范围，并结合永磁同步电机的极对数将其转换为电转速的调速范围；

步骤2：确定永磁同步电机控制器中的旋转变压器解码芯片可配置的解码位数及不同解码位数可跟踪的最高电转速；

步骤3：分配电转速指令区间，并为各电转速指令区间指定旋转变压器解码芯片配置的解码位数；

步骤4：软件实时读取电转速指令，并判断电转速指令所处的区间，根据区间值自动配置旋转变压器解码芯片的解码位数；

步骤5：结合步骤4中的解码位数，将读取的旋转变压器解码数值转换为永磁同步电机的转子位置角；

步骤6：利用步骤5中得到的永磁同步电机转子位置角，通过矢量控制算法实现永磁同步电机的转速闭环控制；

步骤7：重复步骤4～步骤6，直至永磁同步电机控制任务完成。

优选地，步骤1中所述永磁同步电机采用与永磁同步电机极对数相同的旋转变压器作为角度位置传感器。

优选地，步骤3中所述电转速指令区间的分配依据为不同解码位数可跟踪的最高电转速，将旋转变压器解码芯片配置为能够跟踪区间电转速的最高解码位数。

优选地，步骤5中所述将读取的旋转变压器解码数值转换为永磁同步电机的转子位置角时，不同解码位数对应的零位解码数值不同，零位解码数值由永磁同步电机A相绕组通上管，B、C相绕组通下管时读取旋转变压器解码芯片得到。

优选地，所述永磁同步电机控制方法适用于调速范围较宽的永磁同步电机控制器。所述方法实现了永磁同步电机宽转速范围的闭环跟踪。

一种宽转速自适应调节的永磁同步电机，永磁同步电机采用了上述宽转速自适应调节的永磁同步电机控制方法。

本发明具有的优点和有益效果：本发明是一种宽转速自适应调节的永磁同步电机控制方法，所述方法实现了永磁同步电机宽转速范围的闭环跟踪目的。本发明在不改变控制器硬件的前提下，通过合理的软件配置一方面保证了转速闭环任务的顺利完成，另一方面保证了角度位置分辨率的最高化。

附图说明

图1是一种宽转速自适应调节的永磁同步电机控制方法流程图；

图2是永磁同步电机经典矢量控制策略框图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明做详细说明，设计一种宽转速自适应调节的永磁同步电机控制方法。

本发明具体控制步骤如下：

步骤1：确定永磁同步电机的调速范围，并结合永磁同步电机的极对数将其转换为电转速的调速范围；

步骤2：确定永磁同步电机控制器中所选用的旋转变压器解码芯片可配置的解码位数及不同位数可跟踪的最高电转速；

步骤3：分配电转速指令区间，并为各电转速指令区间指定旋转变压器解码芯片配置的解码位数；

步骤4：软件实时读取电转速指令，并判断电转速指令所处的区间，根据区间值自动配置旋转变压器解码芯片的解码位数；

步骤5：结合步骤4中的解码位数，将读取的旋转变压器解码数值转换为永磁同步电机的转子位置角；

步骤6：利用步骤5中得到的永磁同步电机转子位置角，通过矢量控制算法实现永磁同步电机的转速闭环控制；

步骤7：重复步骤4～步骤6，直至永磁同步电机控制任务完成。

优选地，步骤1中所述永磁同步电机采用与永磁同步电机极对数相同的旋转变压器作为角度位置传感器。

优选地，步骤3中所述电转速指令区间的分配依据为不同解码位数可跟踪的最高电转速，将旋转变压器解码芯片配置为能够跟踪区间电转速的最高解码位数。

优选地，步骤5中所述将读取的旋转变压器解码数值转换为永磁同步电机的转子位置角时，应注意不同解码位数对应的零位解码数值不同，零位解码数值由永磁同步电机A相绕组通上管，B、C相绕组通下管时读取旋转变压器解码芯片得到。

实施例

1.如图1所示，确定永磁同步电机的调速范围为0～18000rpm，并结合永磁同步电机的极对数3将其转换为电转速的调速范围0～54000rpm；

2.如图1所示，确定永磁同步电机控制器中所选用的旋转变压器解码芯片为AD2S1210,可配置的解码位数有10位、12位、14位及16位，对应可跟踪的最高电转速分别为150000rpm、60000rpm、30000rpm及7500rpm；

3.如图1所示，分配电转速指令区间[0,7500)、[7500,30000)、[30000,60000)、[60000,150000)，对应AD2S1210配置的解码位数分别为16位、14位、12位、10位；

4.如图1所示，软件读取电转速指令为40000rpm，判断电转速指令所处的区间为[30000,60000)，配置旋转变压器解码芯片的解码位数为12位；

5.如图1所示，此时读取的旋转变压器解码数值为2500，结合12位分辨率时的零位解码数值为1000，将数值2500转换为永磁同步电机的转子位置角132°；

6.如图1、图2所示，利用永磁同步电机转子位置角132°，通过矢量控制算法实现永磁同步电机的转速闭环控制；

7.重复步骤4～步骤6，直至永磁同步电机控制任务完成。

本发明中，提出一种宽转速自适应调节的永磁同步电机控制方法，所述方法实现了永磁同步电机宽转速范围的闭环跟踪目的。本发明在不改变控制器硬件的前提下，通过合理的软件配置一方面保证了转速闭环任务的顺利完成，另一方面保证了角度位置分辨率的最高化。