一種校正初始零位偏差的方法及系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及永磁同步電機和旋轉變壓器技術領域，特別是涉及一種校正初始零位 偏差的方法及系統。
【背景技術】
[0002] 要實現高性能的永磁同步電機調速，需要旋轉變壓器能夠準確地檢測永磁同步電 機的轉子的位置。永磁同步電機的轉子位置檢測的準確性對電機控制系統性能有重要影 響，甚至可能導致電機調速系統不能穩定工作。在具體實施中為方便使用，在旋轉變壓器的 安裝時，要確保電機的初始零位和旋轉變壓器的初始零位一致，然而，受諸多因素的影響， 要確保電機的初始零位和旋轉變壓器的初始零位一致較困難。
[0003] 無刷旋轉變壓器電氣原理如圖1所示，旋轉變壓器的初級勵磁繞組（R1-R2)和相 互正交的次級感應繞組（S1-S3, S2-S4)同在定子側。不過，可變磁阻旋變的轉子上不存在 繞組，轉子側的特殊設計使得次級耦合隨著角位置變化而發生正弦變化，如圖1所示。當旋 轉變壓器轉子隨電機同步旋轉、初級勵磁繞組外加交流勵磁電壓后，次級兩輸出繞組中便 會產生感應電勢，大小為勵磁與轉子旋轉角的正、余弦值的乘積。從而可以利用旋轉變壓器 來測量轉子角度。旋轉變壓器輸入輸出關系如下：
[0004]
[0005] 式中：E。為勵磁最大幅值；《為勵磁角頻率；K為旋轉變壓器變比；0為轉子轉過 的軸角度。
[0006] 當給電機定子繞組加直流電流時，會在這套繞組的軸線上產生恒定的磁場，理想 情況下，恒定的磁場與永磁轉子的磁場相互吸引至同一位置，從而可用這種方法來檢測永 磁轉子的初始位置。
[0007] 圖2為現有技術中永磁同步電機初始定位示意圖。如圖2所示，旋轉變壓器初始 定位時，通常的做法是從A相（A1-A2)通入直流，電流從B相（B1-B2)、C相（C1-C2)流出， 此時合成磁場方向為A相的軸線方向，即水平線的垂直方向（定義為電機零位），理想情況 下，恒定的定子磁場與永磁轉子的磁場會相互吸引至同一位置，即將電機轉子拉到并鎖定 在電機零位，由此來校正旋轉變壓器的零位與電機零位的偏差。然而，即使空載，永磁同步 電機也存在摩擦阻力和齒槽轉矩，在旋轉變壓器初始定位時，電機的轉子并不能完全被拉 到并鎖定在A相軸線方向（即電機零位），從而在對電機轉子磁場初始定向時會存在一個誤 差角A 9。
[0008] 由此可見，如何校正永磁同步電機和旋轉變壓器的初始零位偏差是本領域技術人 員亟待解決的問題。
【發明內容】
[0009] 本發明的目的是提供一種校正初始零位偏差的方法，用于校正永磁同步電機和旋 轉變壓器的初始零位偏差。
[0010] 為解決上述技術問題，本發明提供一種校正初始零位偏差的方法，用于永磁同步 電機和旋轉變壓器，包括：
[0011] 拖動所述永磁同步電機的轉子至恒定轉速；
[0012] 獲取所述永磁同步電機的定子的反電動勢和所述旋轉變壓器的轉子的位置；
[0013] 根據所述永磁同步電機的定子的反電動勢計算所述反電動勢對應的空間矢量相 位角0 1;
[0014] 根據所述旋轉變壓器的轉子的位置獲取所述旋轉變壓器測得的旋轉角度0 2;
[0015] 根據公式計算所述空間矢量相位角0:和所述旋轉角度0 2對應的安裝偏差 A 0；
[0016] 通過調整所述旋轉變壓器的位置直到所述安裝偏差A0符合精度要求；
[0018] 優選地，包括：通過拖動機拖動所述永磁同步電機的轉子。
[0019] 優選地，當所述安裝偏差A0符合精度要求時，點亮指示燈。
[0020] 優選地，根據所述永磁同步電機的定子的反電動勢計算所述反電動勢對應的空間 矢量相位角 0 i包括：
[0021] 將所述永磁同步電機的定子的反電動勢進行坐標變換；
[0022] 將坐標變換后q軸的分量輸入至PI調節器；
[0023] 將所述PI調節器的輸出值與所述永磁同步電機的轉子的電角速度相加、積分和 求余得到所述空間矢量相位角Qp
[0024] 優選地，通過手動調整所述旋轉變壓器的位置直至所述安裝偏差A0符合精度 要求。
[0025] 優選地，所述坐標變換為：
[0027] 其中，eq為坐標變換后q軸的分量；k為常數；e ajP e b。為所述永磁同步電機的定 子的反電動勢。
[0028] 一種校正初始零位偏差的系統，用于永磁同步電機和旋轉變壓器，包括：
[0029] 動力裝置，用于拖動所述永磁同步電機的轉子至恒定轉速；
[0030] 信號采集器，用于獲取所述永磁同步電機的定子的反電動勢和所述旋轉變壓器測 得的旋轉角度9 2;
[0031] 微處理器，用于根據所述永磁同步電機的定子的反電動勢計算所述反電動勢對應 的空間矢量相位角Q 1，然后根據公式計算所述空間矢量相位角9 :和所述旋轉角度9 2對 應的安裝偏差ae ;
[0032] 調節器，用于調整所述旋轉變壓器的位置直到所述安裝偏差A 0符合精度要求；
[0034] 優選地，所述動力裝置為拖動機。
[0035] 優選地，還包括指示燈；
[0036] 其中，當所述安裝偏差A 0符合精度要求時，通過所述微處理器點亮所述指示 燈。
[0037] 優選地，所述調節器為手動調節器。
[0038] 本發明提供的校正初始零位偏差的方法，通過對永磁同步電機的定子的反電動勢 計算反電動勢對應的空間矢量相位角9 1;然后通過旋轉變壓器的轉子的位置獲取旋轉變 壓器測得的旋轉角度02;根據公式計算旋轉變壓器的安裝偏差A 0 ;最后根據精度的要 求，再調整旋轉變壓器的位置。該方法操作簡單，能夠校正永磁同步電機和旋轉變壓器的初 始零位偏差。
【附圖說明】
[0039] 為了更清楚地說明本發明實施例，下面將對實施例中所需要使用的附圖做簡單的 介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人 員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0040] 圖1為現有技術中無刷旋轉變壓器電氣原理圖；
[0041] 圖2為現有技術中永磁同步電機初始定位示意圖；
[0042] 圖3為本發明提供的一種校正初始零位偏差的方法的流程圖；
[0043] 圖4為本發明提供的計算空間矢量相位角的原理框圖；
[0044] 圖5為本發明提供的一種校正初始零位偏差的系統的結構圖。
【具體實施方式】
[0045] 下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部實施例。基于本 發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下，所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發明保護范圍。
[0046] 本發明的核心是提供一種校正初始零位偏差的方法及系統。
[0047] 為了使本技術領域的人員更好地理解本發明方案，下面結合附圖和【具體實施方式】 對本發明作進一步的詳細說明。
[0048] 實施例一
[0049] 圖3為本發明提供的一種校正初始零位偏差的方法的流程圖。如圖3所示，校正 初始零位偏差的方法，用于永磁同步電機和旋轉變壓器，包括：
[0050] SlO :拖動永磁同步電機的轉子至恒定轉速。
[0051] Sll :獲取永磁同步電機的定子的反電動勢和旋轉變壓器的轉子的角度。
[0052] S12 :根據永磁同步電機的定子的反電動勢計算反電動勢對應的空間矢量相位角 9 1〇
[0053] S13 :根據所述旋轉變壓器的轉子的位置獲取旋轉變壓器測得的旋轉角度0 2。
[0054] S14 :根據公式計算空間矢量相位角0i和旋轉角度0 2對應的安裝偏差A 0。
[0055] S15 :通過調整旋轉變壓器的位置直到安裝偏差A 0符合精度要求。
[0057] 在具體實施中，當用外力拖動永磁同步電機的轉子以一定轉速旋轉時，永磁同步 電機的定子便會由于切割磁場產生三相對稱的反電動勢，同時在旋轉變壓器上也會產生相 互正交的正余弦信號。如圖1所示，設轉子逆時針旋轉且反電動勢方向以下標為1的端口 到下標為2的端口為正，虛擬的反電動勢空間矢量逆時針旋轉，并且位置與轉子重合，當三 相反電動勢某一相達到最大值時，轉子與這一相軸線垂直。如果知道了某一時刻反電動勢 的相位，同時還知道旋轉變壓器所測得的角度，那么便知道了旋轉變壓器的安裝偏差。
[0058] 因此，本發明首先需要獲取永磁同步電機的定子的反電動勢和旋轉變壓器的轉子