聶 銅, 張幽彤

(北京理工大學(xué) 清潔車(chē)輛實(shí)驗(yàn)室,北京 100081)

0 引 言

在車(chē)用永磁同步電機(jī)控制中，準(zhǔn)確獲取轉(zhuǎn)子位置是實(shí)現(xiàn)高效控制的關(guān)鍵。采用旋轉(zhuǎn)變壓器或編碼器[1]加大了電機(jī)成本，增加了電機(jī)質(zhì)量，且易受工作環(huán)境影響；采用無(wú)位置傳感器[2-5]算法則依賴(lài)電機(jī)參數(shù)，在復(fù)雜的車(chē)用永磁同步電機(jī)工作環(huán)境下，很難保證良好的控制效果，難以達(dá)到車(chē)輛安全穩(wěn)定的要求。所以，霍爾位置傳感器[6-8]以其低成本、結(jié)構(gòu)緊湊等特點(diǎn)成為熱門(mén)選擇。

由于霍爾位置傳感器的精度為π/3，所以基于霍爾位置傳感器的轉(zhuǎn)子位置準(zhǔn)確獲取是目前國(guó)內(nèi)外研究的熱門(mén)領(lǐng)域。在文獻(xiàn)[9]中，提出利用加速度來(lái)估計(jì)轉(zhuǎn)子的位置，但是這種方法的前提是加速度的準(zhǔn)確獲取，實(shí)現(xiàn)困難。文獻(xiàn)[10-13]中提出利用平均轉(zhuǎn)速來(lái)估計(jì)轉(zhuǎn)子位置，但是平均轉(zhuǎn)速在非穩(wěn)態(tài)及低速條件下很難準(zhǔn)確獲取。文獻(xiàn)[14-16]中提出根據(jù)電機(jī)機(jī)械方程建立的矢量跟蹤觀測(cè)器法來(lái)估計(jì)轉(zhuǎn)子位置，但是該算法對(duì)于角度觀測(cè)值的諧波處理方法還存在不足。在文獻(xiàn)[17]中，提出了一種迭代的標(biāo)定方法，但是需要在穩(wěn)態(tài)條件下實(shí)現(xiàn)，而且迭代算法比較復(fù)雜。

雖然以上方法可以不斷糾正由霍爾位置傳感器得到的位置結(jié)果，但是不能消除在標(biāo)定時(shí)所產(chǎn)生的誤差；而且，手動(dòng)霍爾位置傳感器標(biāo)定方法在操作及計(jì)算過(guò)程中存在著難以避免的誤差。所以，基于目前研究存在的不足以及標(biāo)定方法中存在的問(wèn)題,本文根據(jù)霍爾位置傳感器的標(biāo)定原理，提出兩種自標(biāo)定算法：基于反電勢(shì)檢測(cè)的自標(biāo)定算法及d軸電流位置標(biāo)定法與穩(wěn)態(tài)條件下平均轉(zhuǎn)速估計(jì)轉(zhuǎn)子位置算法結(jié)合的自標(biāo)定算法。在DSP中編程實(shí)現(xiàn)這兩種算法，將通過(guò)霍爾位置傳感器得到的轉(zhuǎn)子位置與旋轉(zhuǎn)變壓器得到的轉(zhuǎn)子位置對(duì)比，驗(yàn)證標(biāo)定結(jié)果的準(zhǔn)確性，并分別分析了這兩種算法的誤差原因。

1 基于反電勢(shì)的自標(biāo)定算法

1. 1 霍爾位置傳感器標(biāo)定原理

(1)

假設(shè)U、V、W三相電壓分別如式(1)，其中，ωe為電角速度，t為時(shí)間，三相電壓的相鄰兩相相位差為2π/3。V相與W相的反電勢(shì)做差:

由式(2)可以看出，以U相過(guò)零點(diǎn)為標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)定過(guò)程等價(jià)于以V相與W相反電勢(shì)差的波峰為標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)定過(guò)程。利用V相與W相反電勢(shì)的標(biāo)定只需要直接采集兩相反電勢(shì)，不需要模擬三相中性點(diǎn)采集中性點(diǎn)電壓，比較容易實(shí)現(xiàn)。

霍爾傳感器標(biāo)定過(guò)程示意圖如圖1所示。ΔT1是波峰與過(guò)零點(diǎn)之間的時(shí)間差；ΔT2是一個(gè)電周期的時(shí)間；ΔT3是霍爾位置傳感器的跳變沿與V、W兩相反電勢(shì)差的波峰的時(shí)間差。實(shí)際標(biāo)定中，由于難以判斷波峰的位置，所以采用以過(guò)零點(diǎn)為參考的計(jì)時(shí)方法，可以直接得到ΔT2及ΔT1+ΔT3的時(shí)間，ΔT3需要根據(jù)ΔT1+ΔT3及1/4ΔT2得:

式中:Tθ——霍爾跳變沿與前一個(gè)波峰時(shí)間差所占電周期的比例。

圖1 霍爾傳感器標(biāo)定過(guò)程示意圖

根據(jù)式(4)，可以標(biāo)定出該霍爾位置傳感器的位置。

雖然從理論上來(lái)說(shuō)以過(guò)零點(diǎn)為參考的計(jì)時(shí)方法簡(jiǎn)單可行，但是在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，反電勢(shì)并不是一條平滑的正弦曲線，而是由基波及諧波共同作用的正弦曲線，僅通過(guò)AD采集模塊判斷，會(huì)導(dǎo)致在一個(gè)過(guò)零點(diǎn)位置判斷出多次過(guò)零點(diǎn)現(xiàn)象，難以捕捉準(zhǔn)確的過(guò)零點(diǎn)位置及計(jì)算過(guò)零點(diǎn)時(shí)間。如果加入濾波算法，又會(huì)影響到正弦曲線的相位，造成標(biāo)定誤差。所以，本文提出將正弦波反電勢(shì)轉(zhuǎn)換成方波，如圖2所示。這樣就可以準(zhǔn)確地捕捉過(guò)零點(diǎn)的位置，達(dá)到準(zhǔn)確計(jì)時(shí)的目的。

圖2 實(shí)際的反電勢(shì)波形

1. 2 基于反電勢(shì)的自標(biāo)定算法建模仿真

根據(jù)自標(biāo)定原理，在MATLAB/Simulink中對(duì)自標(biāo)定算法進(jìn)行建模仿真驗(yàn)證該算法的可行性。

整個(gè)算法的MATLAB/Simulink模型， 其中包括了反電勢(shì)的采集模塊：過(guò)零點(diǎn)計(jì)數(shù)模塊；根據(jù)過(guò)零點(diǎn)生成方波模塊，將正弦的反電勢(shì)波形轉(zhuǎn)換成方波；時(shí)間計(jì)算模塊，計(jì)算一個(gè)電周期的時(shí)間及電周期開(kāi)始的時(shí)間。

為了驗(yàn)證模型的正確性，取兩組霍爾傳感器位置進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果分別如表1、表2所示。

表1 霍爾位置傳感器1及對(duì)應(yīng)仿真結(jié)果

表2 霍爾位置傳感器2及對(duì)應(yīng)仿真結(jié)果

由兩組仿真結(jié)果與實(shí)際結(jié)果對(duì)比可以看出，該算法誤差很小，在理論上證明該算法可行。但是在實(shí)際應(yīng)用中，存在采集誤差、計(jì)時(shí)誤差、計(jì)算誤差等，該算法的可行性和準(zhǔn)確性還需要通過(guò)試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。

1. 3 基于反電勢(shì)的自標(biāo)定算法誤差分析

該算法最大的優(yōu)勢(shì)是可以適應(yīng)各種工況條件，對(duì)負(fù)載及摩擦要求較低，但是對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速有比較高的要求；其次，該算法的準(zhǔn)確程度取決于DSP計(jì)時(shí)器模塊是否可以準(zhǔn)確計(jì)時(shí)。

本文選用的飛思卡爾MC56F84789 DSP芯片，計(jì)時(shí)器模塊工作原理如式(5)所示:

(5)

式中:TDSP——DSP計(jì)時(shí)模塊得到的時(shí)間；

k——計(jì)時(shí)器模塊的計(jì)數(shù)結(jié)果；

fbus——DSP的總線頻率；

df——計(jì)時(shí)器模塊的分頻系數(shù)；

fbus/df——計(jì)時(shí)器模塊的計(jì)數(shù)頻率。

計(jì)時(shí)誤差主要來(lái)源于兩個(gè)方面：首先，計(jì)時(shí)器模塊本身是通過(guò)離散計(jì)數(shù)的方式計(jì)算得到真實(shí)時(shí)間，所以，單位計(jì)數(shù)步長(zhǎng)就是誤差的主要來(lái)源，表3所示為本文采用的DSP的計(jì)時(shí)器模塊的計(jì)數(shù)頻率及對(duì)應(yīng)的誤差；其次，計(jì)時(shí)器模塊計(jì)數(shù)的誤差也是造成計(jì)時(shí)誤差的一個(gè)主要因素。導(dǎo)致計(jì)數(shù)誤差的原因主要來(lái)自計(jì)時(shí)器模塊的計(jì)數(shù)性能及捕捉跳變沿的延遲。計(jì)時(shí)器計(jì)數(shù)性能是由選用的DSP自身決定的，且在一定的范圍內(nèi)具有隨機(jī)性；捕捉跳變沿的延遲可能由于霍爾元件的延遲或者由于采集電路延遲引起，雖然可以盡量減小，但是不能消除。所以在標(biāo)定過(guò)程中，減小誤差的主要途徑是匹配好電機(jī)轉(zhuǎn)速及計(jì)數(shù)模塊的計(jì)數(shù)頻率之間的關(guān)系，選擇適當(dāng)?shù)挠?jì)數(shù)模塊分頻系數(shù)是準(zhǔn)確標(biāo)定的關(guān)鍵。

表3 MC56F84789計(jì)數(shù)步長(zhǎng)及對(duì)應(yīng)誤差

由表3可以見(jiàn)，計(jì)數(shù)頻率越高，步長(zhǎng)越短，造成的誤差越小。為了驗(yàn)證這一結(jié)論，利用信號(hào)發(fā)生器、示波器及DSP芯片進(jìn)行了一個(gè)計(jì)時(shí)的試驗(yàn)驗(yàn)證。

試驗(yàn)結(jié)果如表4所示。將DSP的計(jì)數(shù)頻率設(shè)置為100 MHz，誤差比例為5%～9%。由于計(jì)數(shù)頻率高，目標(biāo)時(shí)間短，所以計(jì)數(shù)誤差及各部分延遲就成為了誤差的主要因素，而離散計(jì)數(shù)的步長(zhǎng)反而成為了可以忽略的次要因素；將DSP的計(jì)數(shù)頻率設(shè)置為0.781 25 MHz，誤差比例為0.204 8%。由于計(jì)數(shù)頻率的下降，目標(biāo)時(shí)間加長(zhǎng)，主要的誤差就體現(xiàn)在離散計(jì)數(shù)結(jié)果上，而各部分的延遲反而成為次要因素，可以忽略。

表4 計(jì)時(shí)器模塊誤差試驗(yàn)

如上文分析，在實(shí)際工作中目標(biāo)時(shí)間就對(duì)應(yīng)了電機(jī)的轉(zhuǎn)速。電機(jī)轉(zhuǎn)速越高，計(jì)時(shí)周期越短，各部分延遲造成的誤差就會(huì)被放大；而如果降低電機(jī)轉(zhuǎn)速，由于負(fù)載及摩擦的存在，使得電機(jī)在低轉(zhuǎn)速條件下難以維持良好的勻速工況。如果電機(jī)的勻速工況保持得不好，勢(shì)必會(huì)造成標(biāo)定的誤差。由于每一個(gè)電機(jī)的摩擦不同，每一款DSP的性能及采集霍爾傳感器信號(hào)的電路不同，很難找到適用于所有情況的擬合公式得出標(biāo)定的最優(yōu)工況，所以本文針對(duì)該算法的誤差只做定性分析。

2 基于平均轉(zhuǎn)速的自標(biāo)定算法

2.1 d軸電流位置標(biāo)定法

針對(duì)本文的研究對(duì)象，隱極式永磁同步電機(jī)忽略飽和凸極效應(yīng)，故電磁扭矩如式(6)所示:

Te=1.5pφf(shuō)iq(6)

式中:Te——電磁扭矩；

p——電機(jī)極對(duì)數(shù)；

φf(shuō)——電機(jī)永磁磁鏈；

iq——q軸電流。

如圖3所示，假設(shè)dq軸坐標(biāo)為轉(zhuǎn)子理論位置，d′q′軸為實(shí)際電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置，兩者存在一定的角度差α。按照d的位置通電流就會(huì)在實(shí)際的q′軸向上有分量，通過(guò)式(6)，如果q′軸上電流不為零，就產(chǎn)生扭矩，將電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到dq軸位置。本文將該方法稱(chēng)為d軸電流位置標(biāo)定法。

圖3 理論霍爾位置與實(shí)際霍爾位置示意圖

假設(shè)電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置為任意位置，利用d軸電流標(biāo)定法，可將轉(zhuǎn)子位置定位到0位置處。完成了自標(biāo)定的第一步，將轉(zhuǎn)子位置固定在圖3實(shí)線所處的0位置。

2. 2 基于平均轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)子位置估計(jì)法

當(dāng)電機(jī)處于勻速的工況條件下，利用平均轉(zhuǎn)速估計(jì)轉(zhuǎn)子位置的算法也具有很高的準(zhǔn)確性。利用計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)及計(jì)數(shù)頻率可以計(jì)算每個(gè)π/3的扇區(qū)內(nèi)的平均轉(zhuǎn)速，如式(7)所示：

(7)

式中:n——計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)結(jié)果；

kf——計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)頻率(總線頻率/分頻系數(shù))。

轉(zhuǎn)子位置在每個(gè)扇區(qū)中的位置估算就由式(7)進(jìn)一步得到，如式(8)所示：

δ=δ1-6+ω×t(8)

式中:δ——根據(jù)平均轉(zhuǎn)速估計(jì)的轉(zhuǎn)子位置；

δ1-6——每個(gè)扇區(qū)的標(biāo)定位置(即每個(gè)扇區(qū)的起始位置)；

ω——計(jì)算得到的平均電角速度；

t——該扇區(qū)內(nèi)的運(yùn)行時(shí)間(通過(guò)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)頻率計(jì)算得到)。

由式(7)可以看出，該方法是根據(jù)前一個(gè)扇區(qū)(π/3)周期內(nèi)計(jì)算的平均轉(zhuǎn)速來(lái)估計(jì)本周期的轉(zhuǎn)子位置,因此具有一定的限制，在動(dòng)態(tài)情況下的估計(jì)精度難以保證，在變速的條件下，使用該算法估計(jì)轉(zhuǎn)子位置是不準(zhǔn)確的，所以本文的自標(biāo)定算法必須是穩(wěn)態(tài)的條件下進(jìn)行標(biāo)定，才能保證標(biāo)定的準(zhǔn)確性；否則由于該算法的局限性，很難直接得到準(zhǔn)確的標(biāo)定結(jié)果。

2. 3 基于平均轉(zhuǎn)速的自標(biāo)定算法

如圖4所示，假設(shè)電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置為任意位置，即d′q′軸位置；假設(shè)dq軸位置為0位置，利用d軸電流標(biāo)定法，可將轉(zhuǎn)子位置定位到0位置處。

然后找到實(shí)際霍爾傳感器的位置，即圖4的虛線位置，利用平均轉(zhuǎn)速法，如式(8)所示，估計(jì)轉(zhuǎn)過(guò)的角度并在霍爾跳變沿的中斷中記錄下6個(gè)角度位置，完成了霍爾位置傳感器的標(biāo)定。完成了自標(biāo)定算法的第二步，將6個(gè)實(shí)際霍爾位置傳感器的位置粗標(biāo)定。

將粗標(biāo)定的結(jié)果α0寫(xiě)入電機(jī)控制程序中，并在霍爾跳變沿的中斷中記錄角度α1…n，將該角度與估計(jì)的結(jié)果做差得到Δα=αj+1-αj(0≤j

2. 4 基于平均轉(zhuǎn)速的自標(biāo)定算法誤差分析

d軸電流位置標(biāo)定法主要的問(wèn)題是負(fù)載與摩擦對(duì)結(jié)果的影響。對(duì)于標(biāo)定過(guò)程來(lái)說(shuō)，沒(méi)有負(fù)載是可以實(shí)現(xiàn)的，但是電機(jī)本身存在的摩擦是不可避免的。所以，影響d軸電流位置標(biāo)定法的準(zhǔn)確性的原因主要是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中本身存在的摩擦。

另外，基于平均轉(zhuǎn)速對(duì)于位置的估計(jì)也存在誤差。理想情況下，電機(jī)處于穩(wěn)態(tài)時(shí)利用該算法對(duì)轉(zhuǎn)子位置的估計(jì)具有較高的準(zhǔn)確性。但是，對(duì)于該自標(biāo)定算法，由于轉(zhuǎn)子定位在0位置，所以該標(biāo)定過(guò)程是從靜止開(kāi)始的加速過(guò)程，對(duì)于轉(zhuǎn)子位置的估計(jì)一定存在著誤差，但是對(duì)于一個(gè)電周期的轉(zhuǎn)速估算來(lái)說(shuō)，角度相差很小，對(duì)應(yīng)的誤差也應(yīng)該很小，而且標(biāo)定的結(jié)果是小于實(shí)際的霍爾傳感器的位置。這是該算法與反電勢(shì)自標(biāo)定算法相比的最大不足。所以，為了補(bǔ)償這一部分估計(jì)的誤差，本文在精標(biāo)定過(guò)程中采用了一階低通濾波算法進(jìn)行修正。

在該算法中，DSP計(jì)時(shí)器模塊的誤差也是存在的，在第1.3節(jié)中已經(jīng)做了詳細(xì)的分析。該算法的優(yōu)勢(shì)在于，雖然d軸電流標(biāo)定過(guò)程中的誤差對(duì)于每一個(gè)電機(jī)都有不同，但是在利用平均轉(zhuǎn)速估計(jì)轉(zhuǎn)子位置并根據(jù)低通濾波算法修正標(biāo)定結(jié)果的過(guò)程中，負(fù)載及摩擦對(duì)于該過(guò)程是沒(méi)有影響的，可以補(bǔ)償標(biāo)定0位置過(guò)程帶來(lái)的誤差。另外，電機(jī)轉(zhuǎn)速與DSP計(jì)時(shí)器模塊的匹配問(wèn)題在該算法中依然存在，但是該算法不存在反電勢(shì)采集過(guò)程中帶來(lái)的誤差，減少了誤差的來(lái)源。

3 試驗(yàn)驗(yàn)證

依據(jù)上文提出的自標(biāo)定算法，本文采用MC56F84789 DSP為核心的控制器搭建試驗(yàn)平臺(tái)(圖4)。在電機(jī)參數(shù)如表5所示時(shí)，開(kāi)展試驗(yàn),進(jìn)行證算法的可行性及準(zhǔn)確性研究。

圖4 試驗(yàn)臺(tái)架及霍爾位置傳感器的安裝位置

參數(shù)名稱(chēng)參數(shù)值電機(jī)類(lèi)型永磁同步電機(jī)額定功率/kW1．5額定轉(zhuǎn)速/(r·min-1)800極對(duì)數(shù)16

首先，對(duì)于該電機(jī)進(jìn)行了霍爾位置傳感器1標(biāo)定，自標(biāo)定結(jié)果如表6所示。

表6 霍爾位置傳感器1自標(biāo)定結(jié)果

從表6中的自標(biāo)定結(jié)果來(lái)看，兩種自標(biāo)定算法得到的結(jié)果相差很?。豪闷骄D(zhuǎn)速標(biāo)定的結(jié)果小于利用反電勢(shì)標(biāo)定的結(jié)果，與前文的誤差分析的預(yù)計(jì)相同。通過(guò)與旋轉(zhuǎn)變壓器獲得的轉(zhuǎn)子位置相對(duì)比的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，兩個(gè)自標(biāo)定的結(jié)果對(duì)于比較及分析過(guò)程來(lái)說(shuō)并沒(méi)有明顯差異。所以，鑒于兩種標(biāo)定方法的結(jié)果差異很小，我們采用基于平均轉(zhuǎn)速的自標(biāo)定算法標(biāo)定的結(jié)果為試驗(yàn)分析對(duì)象，不再對(duì)基于反電勢(shì)的自標(biāo)定算法進(jìn)行單獨(dú)分析。

圖5是霍爾位置傳感器1的自標(biāo)定結(jié)果在額定轉(zhuǎn)速空載條件下，霍爾傳感器計(jì)算的位置與旋轉(zhuǎn)變壓器得到的位置對(duì)比結(jié)果。由于試驗(yàn)中使用的上位機(jī)數(shù)據(jù)采集軟件在采集過(guò)程中有丟失數(shù)據(jù)的情況，導(dǎo)致得到的結(jié)果并不是嚴(yán)格連續(xù)的。但是，該采集過(guò)程對(duì)霍爾位置傳感器的位置及旋轉(zhuǎn)變壓器的位置是同時(shí)的，所以采集結(jié)果橫向比較是有意義的。

圖5 霍爾傳感器的轉(zhuǎn)子位置與旋轉(zhuǎn)變壓器結(jié)果對(duì)比

如圖5所示，在空載條件下，霍爾位置傳感器得到的轉(zhuǎn)子位置與旋轉(zhuǎn)變壓器得到的轉(zhuǎn)子位置吻合程度很高。根據(jù)數(shù)據(jù)分析，這一過(guò)程中的最大差是16.47°電角度，差值平均是4.93°電角度。由于差值存在波動(dòng)，所以本文以差值平均值為準(zhǔn)，低于±3′機(jī)械角度的精度要求，認(rèn)為自標(biāo)定算法在該工況條件下具有良好的準(zhǔn)確性。

對(duì)霍爾位置傳感器1位置進(jìn)行手動(dòng)標(biāo)定，手動(dòng)標(biāo)定結(jié)果如表7所示。

表7 霍爾位置傳感器1手動(dòng)標(biāo)定結(jié)果

如圖6所示， 霍爾位置傳感器計(jì)算的位置結(jié)果存在由標(biāo)定引起的跳變，而且一個(gè)電周期內(nèi)的跳變次數(shù)恰好為6次，對(duì)應(yīng)了6個(gè)霍爾位置?；魻栁恢脗鞲衅鞯挠?jì)算結(jié)果與旋轉(zhuǎn)變壓器的結(jié)果差值浮動(dòng)范圍明顯大于自動(dòng)標(biāo)定條件下的差值結(jié)果(如圖5、圖7～圖8)。

圖6 霍爾傳感器的轉(zhuǎn)子位置與旋轉(zhuǎn)變壓器結(jié)果對(duì)比

圖7 霍爾傳感器的轉(zhuǎn)子位置與旋轉(zhuǎn)變壓器結(jié)果對(duì)比

如圖7所示為霍爾位置傳感器1自標(biāo)定結(jié)果，加載工況下的轉(zhuǎn)子位置對(duì)比圖。二者得到的轉(zhuǎn)子位置及趨勢(shì)都十分相近，位置差的最大值為10.89°電角度，差值平均為2.194°電角度，機(jī)械角度最大差小于1°；機(jī)械角度差平均小于±3′的精度要求。證明該自動(dòng)標(biāo)定結(jié)果在加載條件下也具有良好的精度。

對(duì)于該電機(jī)進(jìn)行了圖4中霍爾位置傳感器2標(biāo)定，驗(yàn)證該算法的可重復(fù)性，自標(biāo)定結(jié)果如表8所示。

表8 霍爾位置傳感器2手動(dòng)標(biāo)定結(jié)果

圖8 霍爾傳感器的轉(zhuǎn)子位置與旋轉(zhuǎn)變壓器結(jié)果對(duì)比

由圖8可以看出，霍爾傳感器計(jì)算得到的轉(zhuǎn)子位置與旋轉(zhuǎn)變壓器得到的轉(zhuǎn)子位置相差很小，平均誤差為2.74°電角度，遠(yuǎn)小于±3′機(jī)械角度的精度要求。對(duì)于不同位置的標(biāo)定都可以滿足精度要求，證明該算法具有良好的重復(fù)性。

由以上試驗(yàn)結(jié)果可以看出，自標(biāo)定的結(jié)果可以較好提高標(biāo)定精度，無(wú)論在空轉(zhuǎn)還是加載條件下，都具有良好的轉(zhuǎn)子位置計(jì)算結(jié)果，而且更換了霍爾位置傳感器位置之后，利用該算法的自標(biāo)定結(jié)果，依然具有良好的精度。證明了提出的兩種自標(biāo)定算法，具有良好的實(shí)用性及精確性，為基于霍爾位置傳感器的永磁同步電機(jī)高效控制提供保障。

4 結(jié) 語(yǔ)

本文對(duì)永磁同步電機(jī)霍爾位置傳感器的自標(biāo)定進(jìn)行研究，分析了目前手動(dòng)標(biāo)定過(guò)程中存在的問(wèn)題，提出了兩種自標(biāo)定算法：基于改進(jìn)反電勢(shì)檢測(cè)的自標(biāo)定算法及d軸電流位置標(biāo)定法結(jié)合穩(wěn)態(tài)條件下平均轉(zhuǎn)速估計(jì)轉(zhuǎn)子位置的自標(biāo)定算法。通過(guò)建模仿真、誤差分析及試驗(yàn)驗(yàn)證，證明了兩種算法的可行性及準(zhǔn)確性。不同工況下完成了多組試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過(guò)自標(biāo)定得到的結(jié)果在實(shí)時(shí)獲取轉(zhuǎn)子位置與旋轉(zhuǎn)變壓器的結(jié)果相比，電角度的誤差約為2°，滿足小于±3′機(jī)械角度誤差的精度要求，證明兩種算法具有較高的準(zhǔn)確性及可行性，可以滿足霍爾位置傳感器標(biāo)定過(guò)程中的精度需求，并減少了標(biāo)定工作的工作量，為高效率電機(jī)控制提供了基礎(chǔ)。

【參 考 文 獻(xiàn)】

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