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永磁电机社会应用中的电机零位与编码器零位相位补偿技术与设备

永磁同步电机在工业4.0时代的应用日益广泛,但正确获取伺服电机零位和编码器零位的相位关系对于其正常启动至关重要。本文旨在介绍一种新方法,用于准确获得绝对式编码器与电机零位之间的相位补偿值,并将其保存到EEPROM中,以提高安装效率。

首先,我们需要理解交流伺服电机的矢量控制原理。综合电流矢量与三相对称瞬时电流之间的关系是实现矢量控制关键。在图1中,综合电流矢量与a相电流的夹角即为所需的电角度,当该夹角等于零时,即为电机零位。

绝对式编码器通常通过将其输出与特定位置或事件(如索引Z信号)对齐来确定其零位。但这种人工方法不仅费力,而且影响了校准精度的一致性。因此,本文提出了一种自动化方法,该方法包括以下步骤:

将绝对式编码器随意安装在永磁同步電機上。

使用专用装置根据上述计算公式计算出每个锁定位置的补偿角度,然后求平均值获得最终补偿角度。

进行试运行以验证补偿角度是否正确,同时检测错误,如数据错误、过速或过流。

当试运行无误后,将参数写入EEPROM并进行回读验证,以保证数据写入正确。

本文还设计了两种触发方式:单一开关控制方式和PC软件调试模式。单一开关控制方式如图4所示,仅需一个开关就可以完成整个过程;而PC软件调试模式如图5所示,则提供更详细的手动操作选项。

实验结果表明,这种新的相位补偿方法操作简单、实用稳定,并且能够有效地提升永磁同步電機系统性能。此外,由于使用了自动化过程,提高了生产效率,同时也减少了人工误差,从而保证了系统的一致性和可靠性。

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