内嵌式永磁同步电机控制问题 点击:1491 | 回复:7



bhzf

    
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发表于:2012-04-16 12:45:13
楼主

最近碰到这么个问题:

内嵌式永磁同步电机,编码器为17位绝对式编码器。

速度环控制时,给定正向转速,如1000rpm,但编码器的输出位置信息为递减,电机为反方向旋转,直接通过脉冲计算除以时间得到的转速为负值,此时闭环控制电机无法启动。但是如果用旧的位置信息减去新的位置信息得到正的电机转速,电机能够启动,也能平稳的运行及控制,此时电机的实际旋转方向仍然为反方向(负载端看为顺时针旋转)

但是这明显不对啊,编码器的逻辑又是对的,问题出在哪呢?UVW三相接线还是哪?

 



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发表于:2012-04-16 12:58:37
1楼

我以前做直流电机试验的时候也是转速为负值    后来好像是线接反了(有点映像   具体忘了)

 

bhzf

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发表于:2012-04-16 13:06:13
2楼

测试的时候有两个电机,一个是表贴的一个内嵌式的,俩电机的定子结构是一样的。

驱动控制器用的是同一个,程序算法中大体相同,只是个别地方参数设置不一样。

现在是表贴式控制没有问题,可以完全实现转速跟踪,正转或者反转。

但现在就是搞不懂这内嵌式的问题出在哪。

波恩

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发表于:2012-04-16 13:20:35
3楼

能反转,说明电角度的解算没有问题,电流闭环正确,只不过电机出力方向与预期相反。电流环指令的符号翻转一下(“用旧的位置信息减去新的位置信息”效果等同),就可以闭上速度环。

 

建议明确一下2台电机的槽极比、极对数是否一致?编码器零点与磁极相位的对齐方式是否一致? 关于如何对齐,可参考:

 伺服电机编码器与转子磁极相位对齐方法【原创】

http://bbs.gongkong.com/Detail.aspx?Id=2008100512121600001&t=200810

 

bhzf

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发表于:2012-04-16 14:08:46
4楼

回复内容:
对:波恩关于能反转,说明电角度的解算没有问题,电流闭环正确,只不过电机出力方向与预期相反。电流环指令的符号翻转一下(“用旧的位置信息减去新的位置信息”效果等同),就可以闭上速度环。 建议明确一下2台电机的槽极比、极对数是否一致?编码器零点与磁极相位的对齐方式是否一致? 关于如何对齐,可参考: 伺服电机编码器与转子磁极相位对齐方法【原创】   http://bbs.gongkong.com/Detail.aspx?Id=2008100512121600001&t=200810   内容的回复:


谢谢波恩老师。

槽极比与极对数都是完全一致的,编码器对齐也是厂家给一起弄的。

半年前还能正常工作的,后来就不知道怎么回事会出现这种问题。
有没有可能在控制过程中导致电机内部出现了什么异常情况导致的?

我试着将PWM上下桥臂的逻辑颠倒(即原来是1导通0关断,改成1关断0导通)倒是能实现正转,但是感觉有飞车,启动时间很长,启动后转速突然升至很高,然后掉下来,感觉不受控,这是为什么呢?

 

波恩

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发表于:2012-04-16 15:36:55
5楼

估计是编码器和电机轴的相对位置发生了改变,比如松动,滑移了,以至于电角度相位反转,出力反向。这样一来,力矩的正方向与速度的正方向不再一致,因而速度环正反馈飞车。这时只需改变速度环调节结果即电流环指令的符号,理顺电机出力方向与速度的正方向的关系,就可以避免飞车,实现速度闭环。无需从PWM环节下手。

 

还可以参考帖子 永磁交流伺服电机的旋转方向与电机电角度增加方向之间的关系【原创】 

http://bbs.gongkong.com/Detail.aspx?Id=2009111021350000001&t=200911

 

以及 伺服电机UVW动力线相序接错,何以导致飞车? 【原创】

http://bbs.gongkong.com/Detail.aspx?Id=2008091217213900001&t=200809

bhzf

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发表于:2012-04-18 22:39:37
6楼

回复内容:
对:波恩关于估计是编码器和电机轴的相对位置发生了改变,比如松动,滑移了,以至于电角度相位反转,出力反向。这样一来,力矩的正方向与速度的正方向不再一致,因而速度环正反馈飞车。这时只需改变速度环调节结果即电流环指令的符号,理顺电机出力方向与速度的正方向的关系,就可以避免飞车,实现速度闭环。无需从PWM环节下手。 还可以参考帖子 永磁交流伺服电机的旋转方向与电机电角度增加方向之间的关系【原创】  http://bbs.gongkong.com/Detail.aspx?Id=2009111021350000001&t=200911 以及 伺服电机UVW动力线相序接错,何以导致飞车? 【原创】http://bbs.gongkong.com/Detail.aspx?Id=2008091217213900001&t=200809内容的回复:


您好!正如您所说,考虑到有可能是编码器和电机轴的相对位置发生了改变,于是我在编码器输出得到的电角度上加了个偏移量,一点点的加尝试看转速变化及闭环。加到一定角度后,大概80°电角度的时候电机可以实现正转了,转速闭环也能闭上。

但是有个问题。比如转速闭环给定300rpm,输出实际转速在0-300上升期间比较平稳的增加,而在到达300以后波动较大,有50转左右的波动。而且id电流给定的为0,但实际id电流几乎等于iq,一直保持在正值,这是为什么呢?(电机空载,但转动惯量稍微有点大)

波恩

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发表于:2012-04-19 10:01:56
7楼

虽然电角度挪了80度后可以闭上速度环了,但未必是最佳的正交点。建议参照“3楼”给出的链接重新对齐电角度零点。

 

速度波动大,不知反馈分辨率如何?速度采样频率如何?速度采样用何算法?

 

id的情况不正常,建议查查算法。原则上讲,只要矢量算法本身正确,即便是电角度在物理上跑偏了,在逻辑上,id也应该保持为零附近微小波动。


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