[發(fā)明專利]永磁同步電機轉子初始位置檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910095333.6
• 申請日: 2009-01-08
• 公開（公告）號: CN101459407A
• 公開（公告）日: 2009-06-17
• 發(fā)明（設計）人: 鄒積浩;周暉
• 申請（專利權）人: 東元總合科技（杭州）有限公司
• 主分類號: H02P21/00
• 分類號: H02P21/00;H02P21/14
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所
• 代理人: 吳秉中

技術領域

本發(fā)明涉及一種永磁同步電機轉子初始位置的檢測方法，更具體地說，涉及利用微位移來判斷電機轉子初始位置的方法。

背景技術

永磁伺服驅動系統(tǒng)通常采用矢量控制，矢量控制是利用從靜止坐標系到旋轉坐標系之間的變化，實現(xiàn)定子電流中勵磁分量和轉矩分量的解耦，從而使永磁同步電機能像直流電機那樣分別對磁通和轉矩進行獨立控制。永磁同步電機轉子位置的檢測是矢量控制解耦的必要條件，只有準確知道轉子位置，才可以按照矢量坐標變化的要求，將永磁同步電機等效成dq坐標系上的等效模型。轉子初始位置的檢測，是第一次施加定子電流矢量的基礎。根據矢量控制的原則，若轉子位置檢測準確無偏差，那定子電流矢量所產生的磁勢將與轉子磁勢剛好成90度直角關系，此時，兩者的作用力最大，即定子電流矢量被充分利用。若轉子位置檢測不準確或偏差很大時，則可能會造成兩種磁勢間作用力偏小甚至作用力方向與預先設定相反等情況，導致起動失敗。總之，永磁同步電機要正常起動并運行，必須在電機定子三相繞組上施加正確的電流，產生相應的空間矢量磁勢，與轉子磁場相互作用，以驅動轉子轉動。轉子初始位置檢測準確與否將關系到定子三相繞組上施加的電流是否正確，以及是否最佳。

現(xiàn)有的永磁同步電機轉子初始位置檢測方法分傳感器法和無傳傳感器法兩大類。傳感器法主要有：旋轉變壓器法、絕對式光電編碼器法、電機內置位置傳感器法。無傳感器法主要有：高次諧波注入法、基于電感飽和性凸極的檢測法、基于觀測器的位置檢測法。傳感器法使用簡單，但是安裝復雜、成本高；無傳感器法中的高次諧波注入法和基于觀測器的位置檢測法算法較復雜、實現(xiàn)困難，基于電感飽和性凸極性則受轉子結構影響大。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是要解決現(xiàn)有技術的缺陷，提供一種采用簡配的增量式編碼器的永磁同步電機轉子初始位置檢測的無傳感器法。

本發(fā)明所解決的技術問題可以采用以下技術方案來實現(xiàn)：

一種永磁同步電機轉子初始位置檢測方法，其特征在于：根據預定的角度步長和幅值步長施加不同矢量方向和幅值且初始幅值足夠小的定子電流矢量作用在永磁同步電機定子上，永磁同步電機產生不同方向和大小的定子磁勢直到永磁同步電機轉子產生微位移，再根據此時施加的定子電流的矢量方向與轉子位置角成90度，檢測出轉子初始位置。

本發(fā)明中，施加的定子電流矢量首先保持幅值不變進行360度角度步長變化，完成360度角度步長變化后永磁同步電機轉子仍未產生微位移后再根據幅值步長增大定子電流矢量幅值，保持定子電流矢量幅值不變重復進行360度角度步長變化直到永磁同步電機轉子產生微位移。

永磁同步電機轉子產生的微位移采用增量式光電編碼器反饋脈沖檢測，其精度為±360/(P×4)，P為增量式光電編碼器的總線數。

為了避免由于初始電流矢量過大，定子電流矢量方向與轉子位置角還未成90度即造成轉子轉動，定子電流矢量初始幅值小于可使轉子轉動的最小電流矢量幅值，即在任何方向不會讓轉子有微位移。

若永磁同步電機轉子產生的微位移不能忽略，可以在已確定轉子位置的基礎上，反向施加定子電流矢量，以使轉子反向微位移，以抵消先前初始位置檢測時產生的微位移。

一種永磁同步電機轉子初始位置檢測方法，其特征在于：根據預定的角度步長和幅值步長施加不同矢量方向和幅值且初始幅值足夠小的定子電壓矢量作用在永磁同步電機定子上，永磁同步電機產生不同方向和大小的定子磁勢直到永磁同步電機轉子產生微位移，再根據此時施加的定子電壓的矢量方向與轉子位置角成90度，檢測出轉子初始位置。

本發(fā)明中，施加的定子電壓矢量首先保持幅值不變進行360度角度步長變化，完成360度角度步長變化后永磁同步電機轉子仍未產生微位移后再根據幅值步長增大定子電壓矢量幅值，保持定子電壓矢量幅值不變重復進行360度角度步長變化直到永磁同步電機轉子產生微位移。

永磁同步電機轉子產生的微位移采用增量式光電編碼器反饋脈沖檢測，其精度為±360/(P×4)，P為增量式光電編碼器的總線數。

為了避免由于初始電壓矢量過大，定子電壓矢量方向與轉子位置角還未成90度即造成轉子轉動，定子電壓矢量初始幅值小于可使轉子轉動的最小電壓矢量幅值，即在任何方向不會讓轉子有微位移。

若永磁同步電機轉子產生的微位移不能忽略，可以在已確定轉子位置的基礎上，反向施加定子電壓矢量，以使轉子反向微位移，以抵消先前初始位置檢測時產生的微位移。