[發明專利]一種永磁同步電機的啟動方法

無效

• 申請號: 201110413843.0
• 申請日: 2011-12-13
• 公開（公告）號: CN102497142A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 陳江洪;賈廷綱;齊亮;唐麗嬋;李勁;湯雪華;祁峰
• 申請（專利權）人: 上海電氣集團股份有限公司;上海賽柯控制技術有限公司
• 主分類號: H02P6/20
• 分類號: H02P6/20
• 代理公司: 上海兆豐知識產權代理事務所(有限合伙) 31241
• 代理人: 章蔚強

技術領域

本發明涉及一種永磁同步電機(PMSM)的啟動方法。

背景技術

現有的永磁同步電機在啟動時，首先需要確定轉子的位置。而現有技術中確定電機轉子的位置有下列方法：

1.通過轉子強制定位，再開環啟動的方法。但是使用此種方法時，電機可能會反轉，很多情況下不允許反轉，因為這是很危險的。并且這個啟動過程并不可靠平穩。

2.給電機按六步分別通電，再檢測反電動勢消逝的時間的方法。然而這樣響應速度慢，啟動時間長。

3.基于其他復雜的控制算法和高成本的硬件的啟動，但是，這些方法成本太高。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺陷而提供一種永磁同步電機的啟動方法，該啟動方法簡單、易于實現，并且成本低廉。

實現上述目的的技術方案是：

一種永磁同步電機的啟動方法，包括下列步驟：

(a)預設一個恒定轉矩，并且提供連續正弦電壓給所述永磁同步電機使其旋轉；

(b)使得所述永磁同步電機以一個恒定的加速度旋轉；

(c)在所述永磁同步電機加速結束后，將其切換到閉環控制狀態，通過位置和速度估算器獲得換相角度，從而根據該換相角度啟動所述永磁同步電機。

上述的永磁同步電機的啟動方法，其中，所述的步驟(a)中，通過一外部電位器來設置所述的恒定轉矩。

上述的永磁同步電機的啟動方法，其中，所述的步驟(b)中，所述永磁同步電機加速過程中，FOC(矢量控制)算法控制轉矩電流分量和磁通電流分量。

上述的永磁同步電機的啟動方法，其中，所述的步驟(b)中，所述永磁同步電機的加速度增加的過程中，換相角度以平方率遞增。

上述的永磁同步電機的啟動方法，其中，所述的步驟(c)中，所述永磁同步電機加速結束后，將其切換到無傳感器的閉環控制狀態。

本發明的有益效果是：本發明的啟動方法使得永磁同步電機的啟動簡單、易于實現，并且成本低廉。

附圖說明

圖1是FOC算法的流程控制簡圖；

圖2是永磁同步電機加速過程中，換相角度的變化圖。

具體實施方式

下面將結合附圖對本發明作進一步說明。

本發明的永磁同步電機的啟動方法，包括下列步驟：

(a)通過一外部電位器來預先設置一個恒定轉矩，并且使得控制器件產生連續正弦電壓供給所述永磁同步電機使其旋轉；

(b)隨著所述永磁同步電機的加速度不斷增加，換相角度θ以平方率遞增，使得所述永磁同步電機以一個恒定的加速度旋轉，在此過程中，利用FOC算法控制轉矩電流分量i_q和磁通電流分量i_d；請參閱圖2，是永磁同步電機加速過程中，換相角度θ的變化圖；

(c)在所述永磁同步電機加速結束后，將其切換到無傳感器的閉環控制狀態，通過位置和速度估算器獲得換相角度θ，從而根據該換相角度θ啟動所述永磁同步電機。

上述的FOC算法指矢量控制算法，請參閱圖1，其基本要點如下：

1.電機的三相定子電流i_a、i_b、i_c是可以測量的。并且具有以下關系：i_a+i_b+i_c＝0；

2.從測量而來的i_a，i_b以及計算得來的i_c，通過Clarke變換得到i_α和i_β，從定子角度來看i_α和i_β是變量。其中，Clarke變換指將三相平面坐標系abc向兩相靜止直角坐標系αβ轉換；

3.通過Park變換從i_α和i_β可以轉換成i_d和i_q，其中，Park變換指將兩相靜止直角坐標系αβ向兩相選擇直角坐標系的轉換dq，即交/直變換。

4.i_d和i_q可能得到誤差信號，和參考值I_d和I_q可得以下關系：

(1)參考量I_d控制著轉子的磁通量。

(2)參考量I_q控制電機輸出扭矩。

(3)誤差信號輸入PI(比例-積分)控制器。