永磁同步电机转子初始位置与光电编码器Z脉冲的对应关系？

sunday_qh

请问各位大侠：
永磁同步电机转子初始位置与光电编码器Z脉冲是否有对应的关系？
   由于永磁同步电机转子的初始位置在启动前不能确定，所以无法实现定子电流矢量的定位，这样直接启动会存在启动抖动与失步问题。
   如果检测到光电编码器Z脉冲输出后是否就意味着：转子的初始位置为0了呢？这样说的话，在安装光电编码器的时候就要把转子的初始位置与光电编码器的Z脉冲位置保持对应。
不知道我的理解对不对，望高手指点。

sunday_qh

自己先顶一个

leebai2006

编码器的Z脉冲值与转子电角度没有必然联系。这本来就是两个东西，编码器安装在转子的转轴上，编码器的零点(Z的上升沿)与转子的电角度零点是随机的，也就是说Z的上升沿时刻可以在转子电角度(θe)0~360之间，现定义该值θz。 θz的物理含义是：Z脉冲的上升沿距离转子电角度零点的差值。该差值是物理存在的，在矢量控制之前必须要学到。
回归到永磁同步电机的矢量控制上，ID=0的控制方式需要转子电角度。
Z脉冲的作用是用来校当前电角度值的，即Z脉冲上升沿来时，需要把对应的电角度值θe=θz.

sunday_qh

谢谢leebai2006的回答：
继续追问一下：
你的意思是不是：光电编码器在安装完成后θz的值就确定了，在安装之前该值是未知的，是随机的，其实这个值就是转子的初始位置，在矢量控制之前就是需要知道这个值的大小。
继续请教一下：θz值的是否就是根据光电编码器输出的UVW相每时刻对应的编码关系确定的呢？以及怎么确定呢？
希望再次得到你的观点。非常感谢！

leebai2006

编码器一旦安装完成，θz为所控制电机固有的，在矢量控制时，校正零点用。
光知道这个θz还不可以，因为上电时转子的位置是随机的，可能离Z脉冲的上升沿还很远。不知道当前的转子位置无法进行闭环矢量控制，教科书式的方法是采用先开环运行，将电机直流定位到电角度为0的位置，然后再闭环运行系统，当系统运行到Z来时刻，将θe=θz。
对于采用带U,V,W磁极信号的编码器来说,引入一个与电机磁极对数有关的位置信号。这有个好处是，采用这个编码器能够把一个电角度周期分成6个区间。当系统上电时，检测U,V,W三相的状态能够知道当前在哪个区间（0~5）,从而得到θe=θz+n*60+30.
看看编码器的数据手册会发现Z的上升沿与U的上升沿有点小偏差，基本一致，每隔极对数个数后，Z的上升沿都会基本和U的上升沿一致，就这么点关系。
学习θz的方法很简单了，找到Z上升沿发生时刻的那个电角度周期，计算一下Z上升沿距离该电角度起点的角度即可。

yunqian09

学习了，LS高人、、、、、、

sunday_qh

收缴了leebai，我是做变频器软件开发的，希望能和你继续交流，我的QQ：176029652，谢谢！

sunday_qh

打错了“受教了leebai”

sunday_qh

请教一下leebai：
两个零点的关系，你在前面提到过，这两个零点是随机的，编码器的零点就是Z脉冲的上升沿，但是转子磁极的零点在哪里呢，是怎样定义的呢？谢谢

xiaolinfa1987

回复 5# leebai2006
当系统上电时，检测U,V,W三相的状态能够知道当前在哪个区间（0~5）,从而得到θe=θz+n*60+30.
请教一下，这个公式的30怎么理解？

leebai2006

to: sunday_qh
转子磁极的零点位置与极对数有关，通俗点讲，有多少极对数就有多少电角度零点。
以10对极电机为例，转子磁极位置形象点描述：N|S||N|S||N|S||N|S||N|S||N|S||N|S||N|S||N|S||N|S||构成环形。
每个||都是一个零点位置。
to:xiaolinfa1987
由于U,V,W只能分辨60度，以0区间为例，电角度表示范围在0~60度之间，取其中间值30度代表当前位置。

yunqian09

回复 11# leebai2006


    我觉得 9L 的意思是，如何直观的通过表面现象，观察到0点的位置。

cj_212121

回复 11# leebai2006


    leebai2006 你好！如果是输出的A,B,Z单端的脉冲信号呢（通过旋变转换成）呢，该怎么确定Qe？是不是知道了这个角度 就可以进行转速闭环了？

cj_212121

打错了 通过旋变输出的A/B/Z 如何来得出Qz？是否知道了Qz就可以转速环控制了?

leebai2006

没使用过旋转变压器，没法答复你了。

liangjlong

旋变不是输出sin/cos吗，怎么输出的A/B/Z

shushanming0501

回复 3# leebai2006


    当Z信号来的时候 ，θz是直接赋给θe，还是其他什么方法，请介绍下。

leebai2006

对于带U,V,W信号的增量式编码器，首次上电，存在最大30度的误差。
情况1：首次来Z时，需要校验当前的|θe-θz|<=30+△θ（考虑到实际情况，适当放宽）度范围。
情况2：以后来Z时，校验当前的θmin<=|θe-θz|<=θmax。当小于θmin，不更新θe，θe本身就已经很准确了；当大于θmax，θe与θz偏差过大，停机报故障；大于θmin,小于θmax，直接利用θe=θz。
θmin与θmax，参考实际使用的情况可适当增大或减小。 当θmax>30+△θ度，可以将情况1和情况2统一起来。

shushanming0501

那只有A,B,Z信号的增量式编码器怎么进行磁极位置定位，初始位置定位？

leebai2006

不带U,V,W的增量编码器，通过编码器本身不能获取转子初始位置，只能通过间接的手段。
方式1：如果电机可开环运行，直流定位到0电角度，然后在切到闭环上，很多参考书上都有类似的控制。
方式2：研究永磁同步电机转子初始位置的学习算法，利用永磁电机转子的磁场和空间矢量旋转磁场的耦合效应，学出转子位置。算法比较复杂，实现起来有难度。类似文献，可以去百度一下。