双凸极电机角度控制中的角度在线校正方法技术

本发明专利技术公开了一种双凸极电机角度控制中的角度在线校正方法，使电机避免了由位置信号引起的三相电流不平衡，转矩脉动得到了有效地控制；主要针对由于霍尔传感器定位安装和爪盘齿槽加工不对称而引起的三相位置信号偏差问题，通过软件算法，计算出三相位置信号上升沿之间的相位差并加以补偿，进而使各相的功率MOSFET的驱动信号上升沿和下降沿严格互差120度，从而保证了三相驱动信号的导通电角度一致，进而使电机的三相输出功率平衡。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，属于电机数字控制

技术介绍
双凸极电动机的驱动控制主要分标准角度控制、提前角度控制等角度控制方式，其主要依靠霍尔位置传感器输出的三相位置信号来产生相应的逻辑驱动信号，从而控制相应地功率变换器开关动作，驱动电机旋转。在实现角度计算时，大多通过捕获位置信号的上升沿或下降沿，然后延迟相应的角度来进行角度计算控制，产生正确的逻辑驱动信号。这种驱动方法的关键在于霍尔位置传感器输出信号的正确性。如图2-1所示，即电机的霍尔位置传感器输出的三相位置信号，必须正、负脉宽180度电角度相等，A、B、C各相位置信号上升沿或下降沿严格互差180度电角度。如图2-2所示，若由于爪盘加工误差原因导致位置信号高、低电平所占电角度脉宽不相等或由于霍尔传感器在空间位置安装上的误差引起三相位置信号相差不为120度，则需要采用相应地算法对基于位置信号的角度控制给予校正。否则，电机的三相电流将会发生不对称，从而使电机的各相输出转矩不等，进而影响电机的输出转矩能力，增大电机的转矩脉动。因而，加入角度校正算法，使电机三相出力平衡，具有非常重要的意义。
技术实现思路
专利技术目的为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种，包括以下步骤 步骤(I):电机三相位置信号中的A相、B相、C相的位置信号分别连接至DSP处理器的CAPl 口和 CAP4 口，CAP2 口，CAP3 口 ； 步骤(2):将电机做发电运行，旋转电机，观察电机A、B、C各相的位置信号及其电势信号，若发现其中一相位置信号超前其相电势最大，则旋转装有位置传感器的定位盘，使该相位置信号上升沿与其相电势上升沿对齐，其余两相位置信号将均落后各自相电势上升沿或与各自相电势相等，如图2-3所示； 步骤(3):初始化变量、IO 口与相关定时器(12、13、14)，将04 1、04 2、0八 3功能口定义为I/O 口，CAP4功能口定义为捕获口，使CAP4上升沿有效且使能CAP4，查询电机各相位置信号，并启动电机运行； 步骤(4):实时计算电机转速，当电机转速大于自定义切换转速SPD_N时，跳出查询启动程序，并重新初始化相关IO 口 将CAP1、CAP2、CAP3功能口更改为捕获口，并使各CAP 口上升沿有效并使能各CAP 口，关闭CAP4使能，初始化Tl定时器，给CMPRl寄存器赋初值，使能CMPRl比较中断后，循环等待中断；其中，SPD_N可由用户自己根据实际情况选取，作为优选一般 SPD_N>1000r/min。步骤(5):采用提前换相实现带补偿的标准角度控制和提前角度控制来实现恢复现场，CAP中断返回； 步骤(6):比较中断实现功率MOSFET开通或关断，即实际的电流换相；当定时器等于比较寄存器CMPRl中的数值时，比较中断响应，进入比较中断入口，而后关CAP中断和比较中断使能，并读取CAP 口捕获中断标志，若CAP_FLAG等于某个特定值，则表示在当前比较中断为该特定值所对应的CAP中断之后，则首先关闭所有的功率开关管，插入死区时间At，而后开通对应的功率开关管；对开关管进行关闭或开通后，使能CAP和比较中断，恢复现场，返回中断。所述步骤(5)具体是指当DSP捕捉到电机A相的位置信号上升沿后，进入CAPl中断，读取CAP1FIF0 口中的定时器计数值，将读到的计数值赋给临时变量DIFF_CA后，将定时计数器重新清零，并写入捕获中断标志CAP_FLAG为I ;调用DIFF与转速子程序，计算DIFF值和当前电机转速值；读取变量DIFF_AB的值，并与M值比较，若DIFF_AB〈M，则将(120- Θ )DIFF/3的计算值赋给比较寄存器CMPRl ;若DIFF_AB>M,则比较变量DIFF_AB与DIFF/3之间的大小，若DIFF_AB>DIFF/3，则计算两者之间的误差Λ N=DIFF_AB-DIFF/3，否则Λ N=DIFF/3-DIFF_AB,然后计算(120- Θ )DIFF/3+ Δ N并将计算值赋给CMPRl后，恢复现场，中断返回；其中DIFF_CA是指电机C相与A相的位置信号上升沿时间间隔所占的Tl时钟计数值，DIFF_AB是指电机A相与B相的位置信号上升沿时间间隔所占的Tl时钟计数值，DIFF是指电机旋转360度电角度时通用定时器Tl的计数值。所述步骤(5)具体是指当DSP捕捉到电机B相的位置信号上升沿后，进入CAP2中断，读取CAP2FIF0 口中的定时器计数值，将读到的计数值赋给临时变量DIFF_AB后，将定时计数器重新清零，并写入捕获中断标志CAP_FLAG为2 ;读取变量DIFF_BC的值，并与M值比较，若DIFF_BC〈M，则将(120- Θ ) DIFF/3的计算值赋给比较寄存器CMPRl ;否则，比较变量 DIFF_BC 与 DIFF/3 之间的大小，若 DIFF_BC>DIFF/3，则 Λ N=DIFF_BC_DIFF/3，否则 Λ N=DIFF/3-DIFF_BC，然后计算(120- Θ )DIFF/3+ Δ N并将计算值赋给CMPRl后，恢复现场，中断返回；其中DIFF_BC是指电机B相与C相的位置信号上升沿时间间隔所占的Tl时钟计数值。所述步骤(5)具体是指当DSP捕捉到电机C相的位置信号上升沿后，进入CAP3中断，读取CAP3FIF0 口中的定时器计数值，将读到的计数值赋给临时变量DIFF_BC后，将定时计数器重新清零，写入捕获中断标志CAP_FLAG为4 ;读取变量DIFF_CA的值，并与M值比较；若DIFF_CA〈M，则将(120- Θ ) DIFF/3的计算值赋给比较寄存器CMPRl ;否则，比较变量 DIFF_CA 与 DIFF/3 之间的大小，若 DIFF_CA>DIFF/3，则 Λ N=DIFF_CA_DIFF/3，否则 Λ N=DIFF/3-DIFF_CA,然后计算(120- Θ )DIFF/3+ Δ N并将计算值赋给CMPRl后，恢复现场，中断返回。特别地，在此方案中DIFF与转速值的计算放置于CAPl中断，在实际操作中，并不一定如此，也可放在CAP2中断或CAP3中断中，并不影响该方法的执行。对于角度Θ，为提前角度值[各相功率开关管的导通角对于自身相电势的角度，特别地，若θ=0，则为标准角度控制。所述步骤(6)具体是指当定时器等于比较寄存器CMPRl中的数值时，比较中断响应，进入比较中断入口，而后关CAP中断和比较中断使能，并读取CAP 口捕获中断标志，若·CAP_FLAG=1，则表示当前比较中断为CAPl中断之后，则首先关闭所有的功率开关管，插入死区时间At，而后开通功率管S3、S4，对开关管进行关闭或开通后，使能CAP和比较中断，恢复现场，返回中断。所述步骤(6)具体是指当定时器等于比较寄存器CMPRl中的数值时，比较中断响应，进入比较中断入口，而后关CAP中断和比较中断使能，并读取CAP 口捕获中断标志，若CAP_FLAG=2，则表示当前比较中断为CAP2中断之后，则首先关闭所有的功率开关管，插入死区时间At，而后开通功率管S5、S6 ;对开关管进行关闭或开通后，使能CAP和比较中断，恢复现场，返回中断。所述步骤(6)具体是指当定时器等于比较寄存器CM本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双凸极电机角度控制中的角度在线校正方法，包括以下步骤：步骤（1）：电机三相位置信号中的A相、B相、C相的位置信号分别连接至DSP处理器的CAP1口和CAP4口，CAP2口，CAP3口；步骤（2）：将电机做发电运行，旋转电机，观察电机A、B、C各相的位置信号及其电势信号，若发现其中一相位置信号超前其相电势最大，则旋转装有位置传感器的定位盘，使该相位置信号上升沿与其相电势上升沿对齐，其余两相位置信号将均落后各自相电势上升沿或与各自相电势相等；步骤（3）：初始化变量、IO口与相关定时器，将CAP1、CAP2、CAP3功能口定义为I/O口，CAP4功能口定义为捕获口，使CAP4上升沿有效且使能CAP4，查询电机各相位置信号，并启动电机运行；步骤（4）：实时计算电机转速，当电机转速大于自定义切换转速SPD_N时，跳出查询启动程序，并重新初始化相关IO口：将CAP1、CAP2、CAP3功能口更改为捕获口，并使各CAP口上升沿有效并使能各CAP口，关闭CAP4使能，初始化T1定时器，给CMPR1寄存器赋初值，使能CMPR1比较中断后，循环等待中断；步骤（5）：采用提前换相实现带补偿的标准角度控制和提前角度控制，实现后恢复现场，CAP中断返回；步骤（6）：比较中断：实现功率MOSFET开通或关断，即实际的电流换相；当定时器等于比较寄存器CMPR1中的数值时，比较中断响应，进入比较中断入口，而后关CAP中断和比较中断使能，并读取CAP口捕获中断标志，若CAP_FLAG等于某个特定值，则表示当前比较中断为该特定值所对应的CAP中断之后，则首先关闭所有的功率开关管，插入死区时间Δt，而后开通对应的功率开关管；对开关管进行关闭或开通后，使能CAP和比较中断，恢复现场，返回中断。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：戴卫力，丁骏，田浩，胡钢，
申请(专利权)人：河海大学常州校区，
类型：发明
国别省市：