锁相环、高频注入模块;所述Clark变换单元分别与所述电流检测单元、Park变换单元、滑模 观测器单元相连，所述化rk变换单元还分别与所述IPark变换单元、P化锁相环、编码器检测 单元相连，所述高频注入模块、I化rk变换单元、电机驱动单元SVPWM依次相连;所述IPark变 换单元还分别与所述滑模观测器单元、编码器检测单元相连，所述滑模观测器单元与所述 P化锁相环相连。
[0042] 所述高频注入模块将高频脉振电压信号发送给所述IPark变换单元，所述IPark变 换单元将高频脉振电压信号经IPark变换后，通过所述电机驱动单元SVPWM转化成功率信号 后进入电机Ξ相端;所述Clark变换单元、Park变换单元将来自电流检测单元的高频反馈电 流信号转换后经P化锁相环获得电机转子旋转角度，所述电机转子旋转角度包括初始电机 辨识角度i初、电机辨识角度薩、电机实际旋转角度境注、电机修正角度沒shd。
[0043] 根据图2~图4,结合图1，一种永磁电梯口机控制器的控制方法，包括如下步骤：
[0044] 1)在电机处于静止时，所述CPU控制单元通过高频注入转换单元在电机两相旋转 估计坐标系的d轴上注入高频脉振电压信号，并预设电机旋转角度i预为注入角度，通过电 机驱动单元SVPWM将高频脉振电压信号注入到电机上产生高频反馈电流;所述电流检测单 元检测来自电机的高频反馈电流，高频反馈电流经过高频注入转换单元的Clark变换、Park 变换后，通过化L锁相环获取电机转子的电机辨识角度§。
[004引所述步骤1具体包括如下内容：
[0046] 1.1)在电机处于静止时，CPU控制单元生成^養;霞i:霉;;:;形dsi=ViC〇s ω it; 并预设电机旋转角度i预，
[0047] 其中，扔S1为高频脉振电压信号的电压值，
[0048] Vi为高频脉振电压信号的幅值，
[0049] ω功高频脉振电压信号的角频率，ω i=2巧'hi,fhi是高频脉振电压信号的频率，
[0050] t为时间；
[0051] 1.2)CPU控制单元通过高频注入转换单元在电机两相旋转估计坐标系的d轴上注 入所述高频脉振电压信号載isi，注入角度为电机旋转角度藝预，q轴上不注入;通过IPark变换 单元将高频脉振电压信号经IPark变换、并通过所述电机驱动单元SVPWM转化成功率信号后 进入电机Ξ相端;所述功率信号在电机上产生高频反馈电流；电流检测单元检测来自电机 的高频反馈电流信号ia、ib、ic，依次经过高频注入转换单元的Clark变换和化rk变换得到 两相旋转估计坐标系上的电机定子分量电流icUiq。
[0052] 所述CPU控制单元将电机定子分量电流iq乘Wsin Wit后，经过高频注入转换单元 的化L锁相环，得到初始电机辨识角度藝a;
[0053] 1.3)重复步骤1.2,其中，每重复一次，将重复一次得到的初始电机辨识角度馨初作 为下一次CPU控制单元在电机两相旋转估计坐标系的d轴上注入所述黎dsi时的注入角度；当 高频注入转换单元的化L锁相环稳定时，得到数值稳定的电机辨识角度顯。
[0054] 步骤1.1和1.2中所述CPU控制单元通过高频注入转换单元在电机两相旋转估计坐 标系的d轴上注入所述高频脉振电压信号巧dsi，注入的高频脉振电压信号的频率fhi为100~ 200Hz，注入的高频脉振电压信号的幅值Vi占总幅度的50%~80%。
[00巧]2)所述CPU控制单元在d轴上注入与所述电机辨识角度權相差90度的幅值固定的 电压信号正负向量积lsi=Vl，通过所述编码器检测单元检测来自编码器的电机微动距离信息 来识别电机的ΝΛ极，获得电机实际旋转角度马^1.1。
[0056] 所述步骤2具体包括如下内容：
[0057] 2.1)在步骤1完成时，CPU控制单元在d轴的电机辨识角度錢+31角度上，施加幅值固 定的电压信号向量积dsi=Vi;
[0058] 2.2 )CPU控制单元通过IPark变换单元将电压信号向量管ds i=Vi经IPark变换、并通 过所述电机驱动单元SVPWM转化成功率信号后进入电机Ξ相端；
[0059] 2.3)CPU控制单元通过编码器检测单元得到电机的位置与方向信号，如果检测到 电机正向旋转，则电机实际旋转角度=电机辨识角度醒，如果电机反向旋转，则电机 实际旋转角度祭=电机辨识角度祿+π;
[0060] 2.4)施加黎(131=-￥1负电压向量，重复步骤2.1、2.2、2.3，如果检测到电机正向旋 转，则电机实际旋转角度！gj：=电机辨识角度i+n，如果电机反向旋转，则电机实际旋转角 度叛;占=电机辨识角度i;
[0061] 2.5)如果步骤2.3、2.4得到角度一致，即可确定电机实际旋转角度值，否则重 复W上步骤2.^2.4。
[0062] 3)在电机运行时，所述滑模观测器单元设定电流估计值，所述电流检测单元检测 来自电机的反馈电流，经过Clark变换得到静止坐标上的定子实际流量，所述滑模观测器单 元将所述静止坐标上的定子实际流量与设定的电流估计值进行比较，并对比较所得的误差 进行实时修正，得到反电动势，将得到的反电动势送入所述化L锁相环中，经化L锁相环得到 电机修正角度食沈d。
[0063] 所述步骤3具体包括如下内容：
[0064] 3.1)在电机正常运行时，CPU控制单元采集电机定子分量电流id、iq、IPark变换单 元W及电机驱动单元SVPWM的电压值与电流值；
[0065] 3.2乂PU控制单元将步骤3.1得到的电压值与电流值送入滑模观测器单元，得到电 流估计值，并将电流估计值与静止坐标上的定子实际流量值相比较，将差值送入饱和函数 进行实时修正，得到反电动势。
[0066] 3.3)将所得的反电动势送入化L锁相环，经过锁相环得到电机角度或^1。
[0067] 4)将电机修正角度觀赫代替电机实际旋转角度藏法，W校正电机辨识角度i的偏 差。
[0068] 本实用新型应用的脉振高频注入方法的高频反馈电流为：
[0069]
[0070] 其中：Zdh、Zah 分别为 d 轴、q 轴的高频阻抗，Zavg=(Zdh+Zah)2，Zdiff = Zdh-Zah。
[0071] 利用Zdif遍不同电机辨识角度i时值的差异而产生iqh差异，当电机辨识角度i 与实际电机角度相同时Zdiff接近〇，^qh肚接近0,从而辨识初始电机辨识角度1初。但在N/S 极辨识未使用iqh皇异来识别，因所使用的口电机在辨识ΝΛ极时Zdiff差异非常小，无法可 靠辨识。实际通过在d轴上注入与上述电机辨识角度藝相差90度的幅值固定的电压信号正 负向量巧dsi=Vi，并通过检测来自编码器的电机微动距离信息来识别电机的N/S极，获得电 机实际旋转角度gecfc。
[0072] 在实际运行时，电机的电压及电流方程如下：
[00巧]其中:P为微分算子;時、!ft为反电动势;?、?|为电流估计值。
[0076] 利用上述公式及滑模算法可W得到电流估计值与定子实际流量值的差值，将得到 的差值送入化L锁相环便可W得到运行的估计角度6'浊S。
[0077] 滑模观测器计算时，是在上述脉振高频注入与编码器微动技术中得到絕;础;且电机 运行之后，此时实际的角度与偏差在允许范围内，从而滑模观测器是稳定的，可W很快 获得估计角度的bci，从而修正电机角度。
【主权项】
1. 一种永磁电梯口机控制器，包括与电机相连的编码器，其特征在于:还包括电机驱动 单元SVPWM、电流检测单元、CPU控制单元，所述CPU控制单元包括高频注入转换单元、编码器 检测单元、滑模观测器单元； 所述高频注入转换单元分别与所述电机驱动单元SVPWM、电流检测单元、编码器检测单 元和滑模观测器单元相连，所述编码器检测单元与所述编码器相连;所述高频注入转换单 元通过所述电机驱动单元SVPWM向所述电机注入高频脉振电压信号并提取电机转子的电机 辨识角度顯;通过所述编码器检测单元检测来自编码器的电机微动距离信息，获得电机转 子的旋转方向、并结合所述电机辨识角度获得电机实际旋转角度Saet ;通过所述滑模观测 器单元修正电机实际旋转角度获得电机修正角度馬iid。2. 根据权利要求1所述的一种永磁电梯口机控制器，其特征在于:所述高频注入转换 单元包括Clark变换单元、Park变换单元、I化rk变换单元、P化锁相环、高频注入模块;所述 Clark变换单元分别与所述电流检测单元、Park变换单元、滑模观测器单元相连，所述化rk 变换单元还分别与所述IPark变换单元、P化锁相环、编码器检测单元相连，所述高频注入模 块、I化rk变换单元、电机驱动单元SVPWM依次相连;所述IPark变换单元还分别与所述滑模 观测器单元、编码器检测单元相连，所述滑模观测器单元与所述化L锁相环相连。3. 根据权利要求2所述的一种永磁电梯口机控制器，其特征在于:所述高频注入模块将 高频脉振电压信号发送给所述IPark变换单元，所述IPark变换单元将高频脉振电压信号经 I化rk变换后，通过所述电机驱动单元SVPWM转化成功率信号后进入电机S相端;所述Clark 变换单元、Park变换单元将来自电流检测单元的高频反馈电流信号转换后经化L锁相环获 得电机转子旋转角度，所述电机转子旋转角度包括初始电机辨识角度i初、电机辨识角度i 、电机实际旋转角度免。t、电机修正角度島S;id。
【专利摘要】本实用新型为一种永磁电梯门机控制器。该永磁电梯门机控制器包括与电机相连的编码器，还包括电机驱动单元SVPWM、电流检测单元、CPU控制单元，所述CPU控制单元包括高频注入转换单元、编码器检测单元、滑模观测器单元；所述高频注入转换单元分别与所述电机驱动单元SVPWM、电流检测单元、编码器检测单元和滑模观测器单元相连，所述编码检测单元与所述编码器相连。本实用新型具有降低电机温度，提高电机角度自适应能力的作用。
【IPC分类】B66B13/14, H02P23/12
【公开号】CN205304674
【申请号】
【发明人】郭迎春, 冯子龙, 宫伟, 杨宝金
【申请人】上海贝思特门机有限公司
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2015年12月30日