專利名稱：馬達的磁極角定位系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種馬達的磁極角定位系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
永磁同步馬達的轉(zhuǎn)子磁通是由安裝在轉(zhuǎn)子上的永磁體產(chǎn)生的，為了平穩(wěn)啟動和穩(wěn) 定地控制永磁同步馬達，需要知道永磁體在空間的初始位置，即磁極位置。如果所獲得的磁 極位置偏差過大，則會導致永磁同步馬達運轉(zhuǎn)異常甚至不能啟動。通常是在開機時對永磁 同步馬達的磁極位置進行調(diào)整，讓永磁同步馬達的永磁體所產(chǎn)生的磁通量的角度，即磁極 角為零度，并以此為參考值對所述永磁同步馬達的參數(shù)進行調(diào)整。但是，此方式會造成機臺 的移動，對于精密機臺而言可能會造成對機臺的損傷。
發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上內(nèi)容，有必要提供一種不需要移動機臺的馬達的磁極角定位系統(tǒng)及方 法。 —種馬達的磁極角定位系統(tǒng)，包括一磁極角定位裝置、一電流控制裝置、一馬達電 流回授裝置、一馬達速度回授裝置及一馬達驅(qū)動裝置，所述電流控制裝置用于通過所述馬 達驅(qū)動裝置設置一馬達的工作電流，所述馬達電流回授裝置及馬達速度回授裝置分別用于 通過所述馬達驅(qū)動裝置感應所述馬達的實際電流值、實際速度值，并將其回饋給所述磁極 角定位裝置，所述磁極角定位裝置用于存儲所述磁極角回授裝置以及馬達速度回授裝置的 信號，并對其進行運算以得到所述馬達的初始磁極角，所述磁極角定位裝置還用于設定所 述馬達的磁極角。 —種馬達的磁極角定位方法，包括以下步驟 通過所述磁極角定位裝置設定所述馬達的第一磁極角； 通過所述電流控制裝置設定所述馬達的電流值； 所述馬達速度回授裝置、馬達電流回授裝置分別回饋此時所述馬達的實際速度以 及實際電流值，并將其傳輸給所述磁極角定位裝置； 所述磁極角定位裝置判斷此時所述馬達的實際速度是否大于所述馬達的最大額 定速度； 如果所述馬達的實際速度大于所述馬達的最大額定速度，則通過所述磁極角定位 裝置設定所述馬達的第二磁極角，之后執(zhí)行步驟"通過所述電流控制裝置設定所述馬達的 電流值"； 如果所述馬達的實際速度不大于所述馬達的最大額定速度，則所述磁極角定位裝 置判斷此時所述馬達的電流值是否大于所述馬達的最大額定電流； 如果此時所述馬達的電流值大于所述馬達的最大額定電流，則通過所述電流控制 裝置設定所述馬達的另一電流值，之后執(zhí)行步驟"所述馬達速度回授裝置、馬達電流回授 裝置分別回饋此時所述馬達的實際速度以及實際電流值，并將其傳輸給所述磁極角定位裝置"； 如果此時所述馬達的電流值不大于所述馬達的最大額定電流，則所述磁極角定位裝置記錄所述電流控制裝置所設定的電流值、此時所述馬達的實際電流值以及實際速度；
所述磁極角定位裝置判斷是否設定了所有的磁極角； 如果沒有完成所有磁極角的設定，則通過所述磁極角定位裝置設定所述馬達的第
三磁極角，之后執(zhí)行步驟"通過所述電流控制裝置設定所述馬達的電流值"；以及 如果已經(jīng)完成了所有磁極角的設定，則所述磁極角定位裝置對若干磁極角、所述
馬達的設定電流值、所述馬達的實際電流值以及所述馬達的實際速度進行運算比較，以找
出其中能用最小的馬達的設定電流達到最大的馬達的實際速度時所述馬達的磁極角。 上述磁極角的定位系統(tǒng)及方法利用所述磁極角定位裝置對所述馬達設定不同的
磁極角以及通過所述電流控制裝置對所述馬達設定不同的電流，并比較不同磁極角時，不
同電流所引起的所述馬達的轉(zhuǎn)速來判斷正確的磁極角的位置，上述磁極角的定位系統(tǒng)及方
法不會造成機臺的移動。
下面結(jié)合附圖及較佳實施方式對本發(fā)明作進一步詳細描述。
圖1為本發(fā)明馬達的磁極角定位系統(tǒng)的較佳實施方式的示意圖。 圖21及22為本發(fā)明馬達的磁極角定位方法的較佳實施方式的流程圖。 圖3為圖1中馬達的設定電流值的測試仿真圖。 圖4為對應圖3中測試時間的馬達的實際速度的測試仿真圖。
具體實施例方式
請參考圖l，本發(fā)明馬達的磁極角定位系統(tǒng)的較佳實施方式用于設定一馬達100的磁極角，其包括一位置指令輸入單元11、一位置控制裝置12、一速度控制裝置13、一電流控制裝置14、一馬達驅(qū)動裝置15、一座標轉(zhuǎn)換裝置16、一馬達電流回授裝置17、一磁極角回授裝置18、一馬達速度回授裝置19、一磁極角定位裝置20以及一馬達位置回授裝置21。
所述位置指令輸入單元11與所述位置控制裝置12的輸入端相連，以發(fā)送一位置指令給所述位置控制裝置12。所述位置控制裝置12的輸出端與所述速度控制裝置13的輸入端相連，所述速度控制裝置13的輸出端與所述電流控制裝置14的輸入端相連，所述電流控制裝置14的輸出端與所述馬達驅(qū)動裝置15的輸入端相連，所述馬達驅(qū)動裝置15的控制端與所述馬達100相連，以根據(jù)所述位置控制裝置12、速度控制裝置13以及電流控制裝置14的指令控制所述馬達100的工作狀態(tài)。 所述馬達電流回授裝置17的輸入端、所述馬達速度回授裝置19的輸入端以及所述馬達位置回授裝置21的輸入端均與所述馬達驅(qū)動裝置15的輸出端相連，以通過所述馬達驅(qū)動裝置15感應所述馬達100的實際電流值、實際速度以及位置。所述馬達電流回授裝置17的輸出端與所述座標轉(zhuǎn)換裝置16的輸入端相連。所述馬達速度回授裝置19的輸出端與所述速度控制裝置13的另一輸入端相連，并將所述馬達100的實際速度回饋給所述速度控制裝置13。所述馬達位置回授裝置21的輸出端與所述位置控制裝置12的另一輸入端相連，并將所述馬達100的實際位置回饋給所述位置控制裝置12 ;所述馬達位置回授裝置21的輸出端還與所述磁極角回授裝置18相連，并將所述馬達100的實際位置傳給所述磁極 角回授裝置18，以供所述磁極角回授裝置18運算得到所述馬達100此時的磁極角信息；所 述磁極角回授裝置18的輸出端與所述座標轉(zhuǎn)換裝置16的另一輸入端相連，并將所述馬達 100此時的磁極角信息傳給所述座標轉(zhuǎn)換裝置16，所述座標轉(zhuǎn)換裝置16根據(jù)所接收到的磁 極角信息將由所述馬達電流回授裝置17所回饋的所述馬達100的實際電流的相位(三相 坐標軸)通過派克(Park)坐標轉(zhuǎn)換原理轉(zhuǎn)換為兩相坐標軸的電流的相位，以傳送給所述電 流控制裝置14。所述位置控制裝置12還用于比較所述位置指令輸入單元11與馬達位置回 授裝置21的信號，并產(chǎn)生一速度指令，以供所述速度控制裝置13進行后續(xù)的速度控制。所 述速度控制裝置13用于比較所述位置控制裝置12與馬達速度回授裝置19的信號，并產(chǎn)生 一扭力指令，以供所述電流控制裝置14進行后續(xù)的電流控制。所述電流控制裝置14用于 設定所述馬達100的電流值，還用于比較所述速度控制裝置13與座標轉(zhuǎn)換裝置16的信號， 并產(chǎn)生另一扭力指令，以供進行后續(xù)的控制。 所述磁極角定位裝置20的輸入端與所述馬達電流回授裝置17的輸出端、所述馬 達速度回授裝置19的輸出端以及所述馬達位置回授裝置21的輸出端均相連，以存儲所述 馬達電流回授裝置17、馬達速度回授裝置19以及馬達位置回授裝置21所回饋的信號，并對 其進行運算。所述磁極角定位裝置20的另一輸入端與所述磁極角回授裝置18相連，以存 儲所述磁極角回授裝置18所輸出的磁極角信息。另外，所述磁極角定位裝置20還用于設 定所述馬達100的磁極角。 上述實施方式中，所述馬達位置回授裝置21為一馬達編碼器，所述馬達速度回授
裝置19為一馬達測速計，所述馬達電流回授裝置17為一電流感應器。 請繼續(xù)參考圖2-1及2-2，本發(fā)明磁極角的定位方法的較佳實施方式包括以下步
驟 步驟Sl :通過所述磁極角定位裝置20設定馬達100的磁極角為9 1。 步驟S2 :通過所述電流控制裝置14設定所述馬達100的電流值，如Il，并通過所
述馬達驅(qū)動裝置15啟動所述馬達100。 步驟S3 :所述馬達位置回授裝置21、馬達速度回授裝置19、馬達電流回授裝置17 分別回饋此時所述馬達100的實際速度以及實際電流值，并將其傳輸給所述磁極角定位裝 置20。 步驟S4 :所述磁極角定位裝置20判斷此時所述馬達100的實際速度是否大于所 述馬達100的最大額定速度，如果大于所述馬達100的最大額定速度，則執(zhí)行步驟Sll ;如 果此時馬達100的實際速度不大于所述馬達100的最大額定速度，則執(zhí)行步驟S5。
步驟Sll :通過所述磁極角定位裝置20設定馬達100的磁極角為9 2。之后執(zhí)行 步驟S2。 步驟S5 :所述磁極角定位裝置20判斷此時所述馬達100的電流值II是否大于所 述馬達100的額定最大電流值。如果所述馬達100的電流值II大于所述馬達100的額定 最大電流值，則執(zhí)行步驟S12 ;如果所述馬達100的電流值II不大于所述馬達100的額定 最大電流值，則執(zhí)行步驟S6。 步驟S12 :通過所述電流控制裝置14設定所述馬達100的電流值為12。之后執(zhí)行 步驟S3。
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步驟S6 :所述磁極角定位裝置20記錄所述電流控制裝置14所設定的電流值、此時所述馬達100的實際電流值與實際速度。 步驟S7 :所述磁極角定位裝置20判斷是否設定了所有的磁極角，如果沒有設定所有的磁極角，則執(zhí)行步驟S17。如果所述磁極角定位裝置20已設定了所有的磁極角，則執(zhí)行步驟S8。 步驟S17 :通過所述磁極角定位裝置20設定所述馬達100的磁極角為9 3。之后執(zhí)行步驟S2。 步驟S8 :此時所述磁極角定位裝置20內(nèi)存儲有若干磁極角、所述馬達100的設定電流值、所述馬達100的實際電流值以及所述馬達100的實際速度，如磁極角為9 1時，當所述馬達100的設定電流值為II時，所述馬達100的實際電流值以及實際速度；當所述馬達100的設定電流值為12時，所述馬達100的實際電流值以及實際速度。磁極角為e 2時，
當所述馬達100的設定電流值為II時，所述馬達100的實際電流值以及實際速度；當所述
馬達100的設定電流值為12時，所述馬達100的實際電流值以及實際速度。所述磁極角定位裝置19對所述若干磁極角、所述馬達100的設定電流值、所述馬達100的實際電流值以及所述馬達100的實際速度進行運算比較，以找出其中能用最小的馬達的設定電流達到最大的馬達的實際速度時所述馬達100的磁極角，其中，該磁極角即為所述馬達100的初始磁極角。 請繼續(xù)參考圖3及圖4，圖3為步驟S8中所述馬達100的設定電流值的測試仿真圖，其中縱坐標表示所述馬達100的設定電流值(A)，橫坐標表示測試時間(ms)，虛線A表示所述馬達100的額定最大電流值(A)。圖4為步驟S8中所述馬達100的實際速度的測試仿真圖，其中縱坐標表示所述馬達100的實際速度(轉(zhuǎn)/毫秒)，橫坐標表示測試時間(ms)，虛線B表示所述馬達100的額定速度的最大值。對比圖3及圖4即可得知，當測試時間為10ms時，所述馬達100的設定電流值與其實際速度達到最佳值，即用相對最小的馬達的設定電流達到了相對最大的馬達的實際速度，則得知此時通過所述磁極角定位裝置20所設定的馬達的磁極角為初始磁極角。 上述磁極角的定位系統(tǒng)及方法利用所述磁極角定位裝置20對所述馬達100設定不同的磁極角以及通過所述電流控制裝置14對所述馬達100設定不同的電流，并比較不同磁極角時，不同電流所引起的所述馬達100的轉(zhuǎn)速來判斷正確的磁極角的位置。上述磁極角的定位系統(tǒng)及方法不會造成機臺的移動。
權(quán)利要求
一種馬達的磁極角定位系統(tǒng)，包括一磁極角定位裝置、一電流控制裝置、一馬達電流回授裝置、一馬達速度回授裝置及一馬達驅(qū)動裝置，所述電流控制裝置用于通過所述馬達驅(qū)動裝置設置一馬達的工作電流，所述馬達電流回授裝置及馬達速度回授裝置分別用于通過所述馬達驅(qū)動裝置感應所述馬達的實際電流值、實際速度值，并將其回饋給所述磁極角定位裝置，所述磁極角定位裝置用于存儲所述磁極角回授裝置以及馬達速度回授裝置的信號，并對其進行運算以得到所述馬達的初始磁極角，所述磁極角定位裝置還用于設定所述馬達的磁極角。
2. 如權(quán)利要求1所述的馬達的磁極角定位系統(tǒng)，其特征在于所述馬達速度回授裝置 為一馬達測速計。
3. 如權(quán)利要求1所述的馬達的磁極角定位系統(tǒng)，其特征在于所述馬達電流回授裝置 為一電流感應器。
4. 一種應用于如權(quán)利要求1所述的馬達的磁極角定位系統(tǒng)的定位方法，包括以下步驟通過所述磁極角定位裝置設定所述馬達的第一磁極角； 通過所述電流控制裝置設定所述馬達的電流值；所述馬達速度回授裝置、馬達電流回授裝置分別回饋此時所述馬達的實際速度以及實 際電流值，并將其傳輸給所述磁極角定位裝置；所述磁極角定位裝置判斷此時所述馬達的實際速度是否大于所述馬達的最大額定速度；如果所述馬達的實際速度大于所述馬達的最大額定速度，則通過所述磁極角定位裝置 設定所述馬達的第二磁極角，之后執(zhí)行步驟"通過所述電流控制裝置設定所述馬達的電流 值"；如果所述馬達的實際速度不大于所述馬達的最大額定速度，則所述磁極角定位裝置判 斷此時所述馬達的電流值是否大于所述馬達的最大額定電流；如果此時所述馬達的電流值大于所述馬達的最大額定電流，則通過所述電流控制裝置 設定所述馬達的另一電流值，之后執(zhí)行步驟"所述馬達速度回授裝置、馬達電流回授裝置分 別回饋此時所述馬達的實際速度以及實際電流值，并將其傳輸給所述磁極角定位裝置"；如果此時所述馬達的電流值不大于所述馬達的最大額定電流，則所述磁極角定位裝置 記錄所述電流控制裝置所設定的電流值、此時所述馬達的實際電流值以及實際速度；所述磁極角定位裝置判斷是否設定了所有的磁極角；如果沒有完成所有磁極角的設定，則通過所述磁極角定位裝置設定所述馬達的第三磁 極角，之后執(zhí)行步驟"通過所述電流控制裝置設定所述馬達的電流值"；以及如果已經(jīng)完成了所有磁極角的設定，則所述磁極角定位裝置對若干組磁極角、所述馬 達的設定電流值、所述馬達的實際電流值以及所述馬達的實際速度進行運算比較，以找出 其中能用最小的馬達的設定電流達到最大的馬達的實際速度時所述馬達的磁極角。
5. 如權(quán)利要求4所述的馬達的磁極角定位方法，其特征在于所述馬達速度回授裝置 為一馬達測速計。
6. 如權(quán)利要求4所述的馬達的磁極角定位方法，其特征在于所述馬達電流回授裝置 為一電流感應器。
全文摘要
一種馬達的磁極角定位系統(tǒng)，包括一磁極角定位裝置、一電流控制裝置、一馬達電流回授裝置、一馬達速度回授裝置及一馬達驅(qū)動裝置，所述電流控制裝置用于通過所述馬達驅(qū)動裝置設置一馬達的工作電流，所述馬達電流回授裝置及馬達速度回授裝置分別用于通過所述馬達驅(qū)動裝置感應所述馬達的實際電流值、實際速度值，并將其回饋給所述磁極角定位裝置，所述磁極角定位裝置用于存儲所述磁極角回授裝置以及馬達速度回授裝置的信號，并對其進行運算以得到所述馬達的初始磁極角，所述磁極角定位裝置還用于設定所述馬達的磁極角。上述磁極角的定位系統(tǒng)及方法不會造成機臺的移動。
文檔編號H02P6/00GK101729001SQ20081030495
公開日2010年6月9日 申請日期2008年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月16日
發(fā)明者林佑任, 洪榮煌, 洪榮聰, 賴幼仙, 陳世章, 陳信安 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司;賜?？萍脊煞萦邢薰?br>