社会实践中的电机定子与转子相位补偿技术研究
社会实践中的电机定子与转子的相位补偿技术研究
导语：本文旨在探讨电机零位与绝对式编码器零位的相位补偿方法，重点关注如何准确获取和验证相位补偿值，以及确保数据正确写入EEPROM。实验结果表明，该方法操作简单、实用稳定。
引言：随着工业4.0时代的到来，国家加大了制造业升级改造和高端智能装备发展的力度。伺服控制系统作为自动化和高端智能装备中的一员，在数控机床、机器人、载人飞船等领域发挥着重要作用。永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motors，PMSM）由于其高效率、高气隙磁密度、高功率因素、结构紧凑简单、高线性响应等优点，被广泛应用于各种场合。但是，如果无法准确获取伺服电机零位和编码器零位之间的相关系，则可能导致启动失败或出现转子反转、抖动等问题。
为了解决这一问题，本文提出了一种新的调节装置，这一装置可以针对不同类型的编码器进行调节，并且能够提高生产效率，同时保证精度。在现有的调节装置中，由于缺乏对编码器信号正确性的验证，因此本文提出的新方法将会在此基础上进行改进，以确保数据写入EEPROM时不产生错误。
工作原理：交流电机三相绕组中的综合电流矢量可以通过图1所示方式表示，其中综合电流矢量与a相电流之间的夹角即为所需的精确位置信息。当该角度为0时，即为零位。在矢量控制过程中，只有获得了准确的位置信息，才能使伺服驱动系统实现最佳性能。
方法步骤：
初始化阶段，将专用伺服驱动器按照预设参数初始化。
锁轴阶段，将electric motor锁定到三个不同的位置，每次锁定后记录绝对式编码器上传给CPU 的位置值并计算出相关角度。
计算补偿角度阶段，对每个锁定的位置使用公式=+来计算出每个位置下的补偿角度，然后取平均值以得到最终补偿角度。
试运行阶段，将计算出的补偿角度用于试运行，以验证其有效性，并检测任何潜在的问题，如绝对式编码器数据错误或过速/过流情况。
参数烧写阶段，当试运行成功后，将所有参数包括最终得出的補償Angle寫入至絶對式編碼機內存储空间，並進行回讀檢查以確保資料無誤。
软件流程：
单一开关控制方式：
从图4可以看出，只需要一个开关就能完成整个过程，从锁轴到EEPROM读写无需额外操作。这减少了操作复杂性并提高了生产效率。
PC软件控制方式：
通过PC软件可独立控制各个步骤，如图5所示。这提供了一种更灵活的手段，可以根据具体需求调整参数，而不影响其他步骤。此外，它还允许用户远程监控和管理整个过程，使得维护更加便捷。
平台验证：
搭建如图6所示实验平台进行验证。通过单一开关控制方式实验结果如图8和9所示，可见当motor shaft被lock in a, b, c phase时,a, b, c current peak value reached respectively.
结论：通过本文介绍的一种新的调节装置，可以有效地解决当前存在的问题，即实现快速准确地获得电子机械设备(尤其是永磁同步马达)的一个关键特征——它们对于运动状态及速度变化反应迅速而敏感，而且具有很好的稳定性。此外，这款设备也简化了安装程序，使它变得更加易于实施，无论是在行业内还是行业间都有广泛应用前景。本技术将极大地促进工业自动化水平提升，为社会经济带来积极影响。
