为什么初始磁极角不对启动会发生飞车？

Question

在进行闭环控制永磁电机时，首先要对电机编码器初始角位置进行学习，有Z脉冲初始角和磁极初始角两个参数，Z脉冲初始角表示Z脉冲初始角和电机磁极位置的相对电角度；
磁极初始角表示编码器位置与磁极位置的相对电角度；
这个Z脉冲就是计数脉冲，电机转一圈它完成一个周期信号；Z脉冲初始角和电机的极数有关，8极的永磁电机，空间转1圈电角度是4圈，所以这个Z脉冲初始角不会超过45度？(我想是90度因为有超前个滞后，所以前后各45度？)
这个磁极初始角不会随着电机旋转而发生改变，是因为安装好编码器以后编码器和电机同步旋转相对位置不变化的。
之前用一个正余弦编码器带一个8极的同步电机旋转，学习完磁极初始角以后，启动瞬间就飞车了，后来在多次学习以后发现这个磁极初始角一直在改变，是用于检测初始角的D路脉冲没有输出，因此学习的磁极初始角一直在变化，为什么这个磁极初始角在影响启动？

Answer 1

1. 原理分析

• 在永磁电机的闭环控制中，需要对电机编码器初始角位置进行学习，其中涉及到Z脉冲初始角和磁极初始角两个参数。
• Z脉冲初始角表示Z脉冲初始角和电机磁极位置的相对电角度；磁极初始角表示编码器位置与磁极位置的相对电角度。
• 对于8极的永磁电机，空间转1圈电角度是4圈（360°× 4 = 1440°），因此Z脉冲初始角理论上不会超过45°（1440°/ 32 = 45°，这里假设是32个脉冲每圈）。
• 磁极初始角不会随着电机旋转而改变，因为安装好编码器后编码器和电机同步旋转相对位置不变。

2. 启动飞车问题分析

• 当使用正余弦编码器带一个8极的同步电机旋转时，学习完磁极初始角后启动瞬间飞车，原因可能如下：
• 检测脉冲问题：文中提到用于检测初始角的D路脉冲没有输出。在电机启动时，控制器需要准确知道电机的初始位置（即磁极初始角）来进行正确的矢量控制。如果检测初始角的脉冲有问题，控制器就无法准确获取电机的初始位置，可能导致错误的控制信号输出，进而引起飞车现象。
• 初始角变化问题：多次学习后发现磁极初始角一直在改变。这可能是因为在学习过程中，由于D路脉冲没有输出，导致学习到的磁极初始角不准确，并且每次重新学习时，由于没有准确的脉冲反馈，得到的初始角都不一样。

3. 解决思路

• 检查硬件连接：确保编码器与电机的连接正确，特别是D路脉冲相关的线路没有松动或损坏。
• 检查脉冲输出：使用示波器等设备检查D路脉冲是否正常输出。如果没有输出，需要排查编码器本身是否故障，或者相关的信号处理电路是否有问题。
• 重新校准初始角：在确保脉冲输出正常后，重新进行磁极初始角的学习和校准，确保控制器能够准确获取电机的初始位置。
• 软件算法优化：在软件控制算法中，可以考虑加入一些容错机制，例如在初始角不准确的情况下，采用一些安全的启动策略，如逐步增加电机转速，而不是直接以预设的转速启动，以避免飞车现象。