永磁同步电机闭环调试步骤

CT Unidrive M700系列驱动器和菲仕永磁同步伺服马达调试案例●调试技术要求：➢菲仕永磁同步伺服电机闭环➢上位机罗克韦尔PLC以太网通讯●驱动器参数调试步骤：1.确认驱动器和电机型号、规格等参数：CT Unidrive：M700-03400100A10100AB100+KI-KeypadPhase Motor：U30730A15.32.驱动器初始化操作：✧断开STO/使能（T22和T31）或者Pr06.015=＞OFF（初始化准备）；✧Prmm.000=＞1253（50Hz交流电源频率）；✧Pr00.048=＞RFC-S（运行模式设定）；✧按下红色复位按键（初始化完成）。

✧接通STO/使能（T22和T31）或者Pr06.015=＞ON（驱动器使能待机）3.更改用户安全级别/访问级别：✧Pr00.049=＞1（所有菜单均允许编辑）4.编码器相关接线和参数设定：✧菲仕电机编码器为绝对型，和CT驱动器完美兼容，接线图如下图所示：✧Pr03.024=＞0（RFC反馈模式：Feedback）；✧Pr03.026=＞0（电机控制反馈选择：P1 Drive）；✧Pr03.034=＞2500（P1每转旋转脉冲数：2500PPR）；✧Pr03.036=＞0（P1电源电压：5V）；✧Pr03.038=＞3（P1设备类型：AB Servo）；✧Pr03.039=＞1（P1终端选择：AB启用，Z不启用）；✧Pr03.118=＞1（P1热敏电阻类型：KTY84）。

5.电机参数设定和参数自调谐：✧Pr05.007=＞7.4（额定电流：7.4A）；✧Pr05.008=＞1500（额定转速：1500RPM）；✧Pr05.009=＞362（额定转速：1500RPM）；✧Pr05.011=＞8（电机极数：8Poles）；✧Pr05.033=＞224（每1000转电压：224V/1000RPM）；✧Pr05.012=＞2（电机自调谐方式：ROTATING，※电机旋转自调谐务必保证电机光轴，无负载输出）；✧Pr01.014=＞4（给定选择器：Keypad）；✧按下键盘绿色运行按键，键盘显示Auto Tune，电机旋转自调谐，如果自调谐成功完成，键盘显示Inhibit。

FOC永磁同步电机驱动调试方法FOC（Field Oriented Control）永磁同步电机驱动调试方法是一种常用的电机控制方法，通过合理调节电机控制参数，实现电机的高效、稳定运行。

以下是FOC永磁同步电机驱动调试方法的步骤：1.硬件连接检查：首先，检查电机与驱动器的硬件连接是否正确。

确保电机的三相线与驱动器的对应输出线正确连接，同时检查电源供电以及信号线的连接是否稳定。

2.运行基本参数设定：在调试软件上设置电机相关基础参数，包括电机电流限制、电机的电气参数等。

具体参数可以参考电机和驱动器的技术手册或者相关资料。

3.位置传感器校准：FOC电机控制通常需要位置传感器的反馈信号，例如编码器或霍尔传感器。

根据具体的传感器类型，在调试软件上进行相关参数校准，确保传感器的输出精确、稳定。

4. PI控制参数设定：FOC电机控制一般采用PI（Proportional-Integral）控制器进行速度和电流控制。

根据电机的特性和性能需求，设置合适的比例系数（Kp）和积分系数（Ki），进行初步调试。

5.初始位置设置：在开始调试之前，需要设定电机的初始位置。

常用的方法是让电机转动到一个已知的机械角度，并记录下此时的电流、速度等参数。

6.转子位置估计：在FOC电机控制中，常用的转子位置估计方法有电流定向观测法和飞轮观测法等。

根据选用的方法，在调试软件上进行相关参数校准，确保能够准确地估计转子的位置。

7.闭环调试：开始闭环调试之前，可以通过手动控制或开环控制，观察电机的反应和性能。

在闭环调试过程中，可以逐步增加控制器的增益，观察电机的速度和电流响应，根据实际情况进行参数调整。

8. 电流环调试：首先进行电流环（Current Loop）的调试，通过调整PI控制器的参数，使得电机的电流跟踪设定值。

观察电流的波形是否平稳、稳定。

9. 速度环调试：在电流环调试完成后，进行速度环（Speed Loop）的调试。

调整PI控制器的参数，使得电机能够按照设定的速度运行，并观察速度的响应和稳定性。

永磁同步电机的旋变软解码（Rotor Position Detection）是控制永磁同步电机（PMSM）实现闭环控制的关键技术之一。

这种技术通过在电机转子上安装传感器，测量转子位置，然后将测量值反馈给控制器，控制器再根据反馈信号调节电机的相电流，以达到精确的转速和转矩控制。

具体来说，永磁同步电机的旋变软解码通常使用霍尔传感器、磁编码器或者旋变传感器等物理传感器来测量转子位置。

这些传感器可以将转子位置转换成电信号，然后再通过信号处理算法将其转换成角度信息，供控制器使用。

在闭环控制中，永磁同步电机的控制器需要利用旋变软解码器提供的转子位置反馈信号，实现对电机的准确控制。

具体来说，控制器会根据反馈信号计算出电机的转子角度和转子速度，并根据转子角度和速度来生成合适的控制信号，保持电机的正常运行。

尽管永磁同步电机的旋变软解码技术可以实现闭环控制，但是由于传感器测量误差等因素的影响，可能会导致控制精度的下降。

因此，在实际应用中，需要综合考虑控制精度和成本等因素，选择合适的旋变软解码技术，并对其进行合理的优化和调整，以实现更加准确的永磁同步电机控制。

永磁同步电机调试的总结
1.测量电机的相位：U/V/W信号测量：相位差为120度。

测试方法：U/V/W分别外接一个电阻，阻值为10K欧姆。

然后三个电阻连接在一起为地线。

使用示波器的两个表笔，测量两路的信号，然后快速转动电机，则能测量到信号，观察信号的波形，比较出信号差。

测量连接图
2.Z信号位置测量
给编码器加电，编码器能提供Z信号。

使用示波器一路测量U路信号，一路测量Z信号；然后转动电机，观察波形。

同时查看Z脉冲和U路信号的波形，能大概得出他们之间的夹角。

3.测量A,B信号：用示波器采集A,B信号，得出相对的反转
和正转。

4.小角度转动：（Z信号一定得连接上，初始位置判断，可以
不用。

）
Angle角度为定置(电角度/360 + 0.48)*2*PI, 然后给定
Ud = 0; Uq = 0.3;电机正向转动；给负Uq = -0.3；电机反向转动。

Uq增加，速度增加。

5.在第四步的基础上，放开速度环，测量电机的转速。

测量
的转速和用示波器测量的A向的脉冲个数，分别计算转速，
得出的转速应该是一样的。

6.完全放开速度环，速度环得到的IQ_GIVEN值，直接给Uq
值，然后修改速度调节值，速度可以调试。

7.然后直接将电流环，也放开，则转动异常。

8.修改g_IQ_Given = 0.1；然后再进行测试，转速正常；
9.将电流环全部打开，分析坐标变换，没有发现问题，修改
了电流环的PI调节参数，PK = 0.05; KI=0.0002,然后速度可调。

需要进行进一步测试。

永磁同步电机位置环控制
永磁同步电机位置环控制是指控制电机转子位置的闭环控制系统。

永磁同步电机是一种转矩与转速线性关系良好的电机，可以通过控制转子位置来实现精确的转矩控制或转速控制。

永磁同步电机位置环控制的基本思想是通过测量电机转子位置的反馈信号，与期望位置进行比较并计算出误差，然后根据误差来调节电机的控制信号，使转子位置逐渐接近期望位置，最终实现位置的精确控制。

具体的控制方法包括PID控制和模型预测控制等。

其中，PID
控制是基于比例、积分和微分三个部分组合的控制器，通过调节控制器的参数来实现位置环控制的稳定性和响应速度的平衡。

模型预测控制则是利用电机的数学模型来预测未来一段时间内的位置变化，根据预测结果来优化控制信号，提高控制的准确性和响应速度。

永磁同步电机位置环控制可以应用于各种领域，如机械设备、自动化生产线和电动汽车等，可以实现精确的位置控制和高效的能量转换。

目录第0章序 (1)第一章简介 (2)第二章软件工具 (2)2.1 IQ Math 库 (2)2.1.1 什么是IQ Math库 (2)2.1.2 Q格式和DMC首选的全局Q (2)2.1.3 IQ Math函数摘要 (2)2.1.4 在C中调用IQ Math函数 (2)2.1.5 电机控制的IQ Math库的好处 (2)2.2 数字电机控制（DMC）库 (2)2.2.1 DMCLib 预览 (2)2.2.2 渐进式系统构建方法 (2)2.2.3 非常好的模块变量定义提供了清楚的调试点 (2)2.2.4 已知工作库简化了开发 (2)2.2.5 2Code Composer Studio and Documentation Completes the Package (2)2.2.6 软件模块 (2)2.2.7 软件模块和控制框图一致 (2)2.2.8 可重用性，兼容性和可扩展性 (2)2.2.9 目标独立的模块和驱动 (2)2.2.10 实用工具/调试模块 (2)2.2.11 快速的模块评估和测试 (2)2.2.12 DMC库文档支持 (2)2.2.12.1 模块层DMC库文档 (2)2.2.13 DMC库优化 (2)2.3 渐进式构建方法 (2)2.3.1 检查系统重要信号----构建层1 (3)●检查中断触发源： (3)●测试一些目标独立模块： (3)●PWMDAC工具测试： (3)●检查PWM输出并验证PWM配置： (3)●逆变器测试 (3)2.3.2 开环电机操作----构建层2 (4)●开环测试： (4)●验证并校准ADC测量并检查ADC配置： (4)●检查Clarke变换和电流波形： (4)2.3.3 电流闭环操作----构建层3 (5)●电流调整器（PID模块）测试和调整： (5)●QEP（Quadrature Encoded Pulses正交编码脉冲）测试： (5)●速度测量模块的测试： (5)●校准角度检测： (5)2.3.4 速度闭环操作----构建层4 (6)●扭矩控制： (6)●速度控制和速度PID调整： (6)●现在，使用实际的转子位置： (6)●软-开关有助于管理控制环路： (6)2.4 PI调节 (7)调节这个控制器 (7)2.4.1第1步 (7)2.4.2 第2步 (7)2.4.3 第3步 (7)2.4.4 第4步 (7)2.4.5 第5步 (7)2.4.6 第6步 (8)2.4.7 第7步 (8)2.4.8 第8步 (8)后继工作 (9)（1）、ST Motor Control Workbench的使用(已完成) (9)（2）、STM32 FOC4.2库的程序框架详解 (9)（3）、基于STM32 FOC4.2库的软件调试过程详解 (9)（4）、基于STM32 FOC4.2库的控制器开发板的原理图设计 (9)（5）、基于STM32 FOC4.2库的控制器开发板的PCB图设计 (9)（6）、基于STM32 FOC4.2库的控制器驱动板的原理图设计 (9)（7）、基于STM32 FOC4.2库的控制器驱动板的PCB设计 (9)（8）、基于STM32 FOC4.2库的电机控制套件的焊接 (9)（9）、基于STM32 FOC4.2库的上述过程的视频教程 (9)（10）、让世界随心而动 (9)第0章序英文文档连接：/index.php/TMS320C2000_Motor_Control_Primer#Known_Working_Library_Eases_the_Develo pment尤其感谢网友的大力支持，献上网友的产品网站：，产品很棒，是我学习的榜样！学习电机驱动几个月了，依然没有入门，各种知识均需要学习，不过还好我没有放弃。

永磁同步电机驱动电梯调试方法（有称重配富士Lift变频器）永磁同步电机驱动的电梯和异步电机驱动的电梯调试方法差别不大，主要是变频器里的电机参数和几个功能控制选择不同。

建议安装队在挂钢丝绳前先测试电机能否正常转动。

在电机正常转动后再挂钢丝绳，这样就可避免因测定电机的磁极位置偏移而吊轿厢。

1. 通电前检查电源、电机和编码器的接线是否正确，接地是否可靠，控制柜输出端得“U、V、W”必须与电机端得“U、V、W”一一对应。

当所有呼梯板和轿顶板连接到呼梯通讯线中时，电源未接通时，测两通讯线间电阻应为60±2Ω，两通讯线对地（PE）不能有短路。

2. 通电后，走梯前，先检查变频器参数（电机额定参数，F42选1，L01，L02等）3. 控制柜出厂前都是经过试运行，合格才出厂的，因此，通电后能正常运转；若不能正常运转，就不得不对电机的磁极位置偏移进行测定。

4. 检查上下强迫减速开关、限位开关是否动作可靠，方向是否相符；脉冲方向、电梯方向和门区信号是否正确。

5. 进行井道自学习。

调好减速时间、减速距离。

6. 测定电梯平衡系数（40%~~50%）。

调好启动舒适感、平层。

（无称重的就调好轻、满、超载开关）7. 按接线图把称重装置接好，就可开始自学习称重装置。

8. 轿厢内加入平衡负载（使轿厢侧与对重侧差不多一样重），电梯开到平衡位置，变频器参数E61改成4，L54改成0，L60与L61均设为0%，E43改为19，使由LED对转矩偏置平衡调整（BTBB）进行监视，调整C31的值，使得LED显示数据为0% 。

9. 平衡调整后，使电梯处于空载状态，把E43改为20，便可通过LED对转矩偏置增益调整（BTBG）进行监视，检修运行，通过调整L60与L61，使LED显示数据变成或者尽量接近0% .注：L60与L61两个参数分别对应电梯运行的一个方向，如L60对应上方向，L61即为下方向，某一方向运行时，只有相应的那一个参数起作用。

永磁同步机调试步骤简易说明一、 变频器上电前调试步骤：（一）主回路接线端子连线及确认：1.三相电源输入进线分别连接变频器端子R/L1、S/L2、T/L3。

2.变频器三相输出端子U/T1、V/T2、W/T3分别连接电机三相定子侧绕组。

3.22kW及以下均含制动单元；如需外接制动电阻，制动电阻安装在B和○＋2端子之间。

>22KW如需制动回路,请在○＋、○－端子间接外部制动单元。

4.22kW及以下如需直流电抗器，请安装在○＋1、○＋2端子间，同时要拆去○＋1、○＋2端子间的短接片。

5.再确认一下以上连接是否牢靠。

（二）IO板控制端子连线及确认：1.当外部控制器输入开关量信号为干节点时，确认端子24、XV短接。

2.开关量继电器输出端子，1A和1B为常开点，1B和1C为常闭点；同理其他继电器依次类推。

下图为控制回路端子标号:X0做为命令信号端子，X2和X3端子作为UP/DOWN信号给定,XC为公共端子。

（三）Resolver编码器接线：永磁同步电机闭环控制用到Resolver编码器。

下图为Resolver编码器接线图。

二、 上电后的调试步骤:系统上电后，电源指示灯亮，操作器液晶显示屏和LED亮，驱动器和操作器自动连接，连接成功后，显示监控状态。

1.确认P96.00变频器额定功率、P96.01变频器额定电流、P96.03变频器额定电压是否与实际变频器铭牌参数相同。

2.现场首次调试先进行参数出厂复位，参数处理Init = 7 输入1234 对参数进行出厂复位。

3.监视状态查看一下U dc是否为540V左右。

4.记录同步电机的铭牌参数包括：额定功率、额定电压、额定电流、额定频率、额定转速、电机极数，将这些数据写入P20组相对应的参数中。

三、 参数设置1.调试过程中参数一览表：参数号 名称 设定值(备注)P10.00 控制模式选择 3：有传感器矢量控制P10.02 命令通道选择 1： 端子给定命令P10.03 速度通道选择 15：Up/Down 给定速度P11.00 启动模式选择 0:正常启动P11.05 励磁时间 0.0sP12.00 停车模式选择 0:惯性停车P20.00 电机1类型 1:同步机P20.01 电机1额定功率 电机铭牌参数P20.02 电机1额定电流 电机铭牌参数P20.03 电机1额定频率 电机铭牌参数P20.04 电机1额定转速 电机铭牌参数P20.05 电机1额定电压 电机铭牌参数P20.06 电机1极数 电机铭牌参数P22.01 编码器1类型 3P22.04 编码器1位置角 编码器自学习得到P22.05 编码器滤波时间 10msP22.06 编码器1方向 1：正向P22.08 Rezav编码器极数 2P23.04 电机低速过流时间 120sP23.06 电机高速过流时间 120sP30.00 输入Di0功能 8P30.02 输入Di2功能 38P30.03 输入Di3功能 39P31.00 K1功能 2P40.02 加速时间 20.00sP40.03 减速时间 20.00sP60.03 速度环低速P 220P60.04 速度环低速I 1P60.05 速度环低速D 0P60.06 速度环中速P 160P60.07 速度环中速I 1P60.08 速度环中速D 0P60.09 速度环高速P 50P60.10 速度环高速I 1P60.11 速度环高速D 0P60.12 切换频率f0 202%P60.13 切换频率f1 260%P70.00 频率上限 100.00HzP70.02 最大频率 100.00HzP71.04 输出转矩限制 160%P71.14 PWM载波频率 3.000KHzP71.29 PWM调制选择 1P71.23 功率因数补偿模式 2P94.04 超速保护时间 5.00s四、 初始角度学习电机类型被设定为同步电机后，如果编码器没有自学习，系统会报26#故障。

第 24 卷 第 3 期《变频器世界》 2021年3月 53快速永磁同步电机电流矢量闭环I/F 控制方法A Fast Current Vector Closed Loop I/F Control Method of Permanent Magnet SynchronousMotor华中科技大学 向聪(Xiang Cong) 王迪迪(Wang Didi) 程善美*(Cheng Shanmei)长春市轨道交通集团有限公司 杨建宇(Yang Jianyu)摘 要：本文针对传统的开环I/F 控制方法存在电流幅值固定、抗负载扰动能力弱、转速易波动的问题，提出了一种快速永磁同步电机电流矢量闭环I/F 控制方法。

该方法在PMSM 开环I/F 控制方法的基础上引入电机的瞬时有功功率的扰动量调节电流矢量的转速，增加电磁转矩中的阻尼转矩分量，加快电机的转速收敛过程；通过对I/F 控制下的模型分析，计算得到电机的功率因数角，利用功率因数角调节电流矢量的幅值，使给定电流幅值跟随负载转矩。

仿真和实验结果表明：提出的快速I/F 控制方法能明显提高电机快速跟随负载的能力，改善电机转速动态收敛特性、稳定性。

关键词：永磁同步电机；电流矢量；I/F 控制；负载跟随；有功功率扰动Abstract: Aiming at the problems of the traditional open-loop I/F control method that the current amplitude is fixed, the anti-load disturbance ability is weak, and the speed is easy to fluctuate, a fast permanent magnet synchronous motor current vector closed-loop I/F control method is proposed. Based on the PMSM open-loop I/F control method, this method introduces the instantaneous active power disturbance of the motor to adjust the speed of the current vector, increases the damping torque component in the electromagnetic torque, and accelerates the speed convergence process of the motor; The model analysis under /F control calculates the power factor angle of the motor, and uses the power factor angle to adjust the amplitude of the current vector so that the given current amplitude follows the load torque. Simulation and experimental results show that the proposed fast I/F control method can significantly improve the ability of the motor to quickly follow the load, and improve the dynamic convergence characteristics and stability of the motor speed.Key words: PMSM; Current vector; I/F control; Load following; Active power disturbance 【中图分类号】TM341【文献标识码】B 【文章编号】1561-0330(2021)03-0053-061 引言永磁同步电机（以下简称为PMSM ）具有功率因数高、调速范围宽、动态响应快等优点，在电气传动领域中得到了广泛的应用[1]。