[發明專利]一種永磁同步電機自抗擾啟動方法

有效

• 申請號: 201210180072.X
• 申請日: 2012-05-31
• 公開（公告）號: CN102684595A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 高強;張岳
• 申請（專利權）人: 杭州萬工科技有限公司
• 主分類號: H02P21/14
• 分類號: H02P21/14
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 羅文群

1.一種永磁同步電機自抗擾啟動方法，其特征在于該方法包括以下步驟：

（1）在磁場定向坐標上，將電機的電流矢量分解成為產生磁通的勵磁電流分量i_d和產生轉矩的轉矩電流分量i_q，并使勵磁電流分量i_d和轉矩電流分量i_q互相垂直；

（2）設永磁同步電機為三相定子繞組方式，其中A，B，C為角度互差120°的三相定子繞組，設U_a，U_b，U_c為三相定子繞組的相電壓，則有：

三相定子電壓的合成矢量為U_s，合成矢量U_s的軌跡為一個圓，即：

U_s=U_a+a*U_b+a²*U_c=U_msinωt-jU_mcosωt=U_me^-jωt

其中，U_m為三相定子繞組的相電壓幅值，ω為電機轉子角頻率；

（3）實時檢測永磁同步電機的轉子角速度ω_r和角位置θ，并實時檢測永磁同步電機的任意兩相定子的相電流i_a和i_b，并對相電流進行矢量變換，得到矢量變換后的i_d和i_q，對i_d和i_q分別通過比例積分調節器，得到永磁同步電機三相定子的交直流軸電壓值u_d和u_q，該電壓值u_d和u_q經過坐標變換后，得到永磁同步電機三相定子的電壓值u_α和u_β，利用空間矢量占空比控制方法對電壓值u_α和u_β進行處理后，得到用于驅動永磁同步電機的六路脈沖逆變器控制信號；

（4）上述六路脈沖逆變器控制信號驅動開關管，使永磁同步電機啟動，檢測永磁同步電機逆變器的母線電流i_bus和反電動勢，對母線電流i_bus和反電動勢進行判斷，若母線電流i_bus及反電動勢的值同時不為零，則使永磁同步電機逆變器執行等待或強制停止命令，即向永磁同步電機發出一組設定的參考電壓矢量，強制轉子停止或定位，參考電壓矢量的取值為占空比不變的軸向矢量，若母線電流i_bus及反電動勢的值同時為零，則使永磁同步電機逆變器進入預啟動模式；

（5）當步驟（4）的預啟動失敗時，設置一個間隔啟動時間T_n和重新啟動次數w，使永磁同步電機每隔時間T_n重新啟動一次，共啟動小于等于w次，若啟動失敗，向永磁同步電機逆變器發送故障信息；

（6）在矢量變換后的坐標系下，三相定子電壓方程的矩陣形式為：

uduq=R+pLd-ωLqωLdR+pLqidiq+0ωψf]]>

對三相定子電壓方程的矩陣進行矢量變換，即將同步旋轉的矢量坐標系轉換到與定子相對靜止的矢量坐標系：

uαuβ=cosθr-sinθrsinθrcosθruduq]]>

則永磁同步電機的角位置θ的余弦由下式計算得到：

cosΔθ(n)=cosΔθ(n-1)+TsΦ{vx(n-1)-Rix(n-1)-Lix(n)-ix(n-1)Ts}]]>

用于控制永磁同步電機的角位置θ_me通過下式計算得到：

θ_Me(n)=θ_Me(n)+tan^-1{sinΔθ(n)/cosΔθ(n)}

其中，n是系統對永磁同步電機電流的采樣次序，Ts是采樣時間，R是永磁同步電機三相定子的電阻，L是永磁同步電機三相定子的電感，Ψ_f是永磁同步電機的轉子磁通，是永磁同步電機的定子磁通，V_x是逆變器向永磁同步電機施加的激勵電壓，i_x是逆變器向永磁同步電機施加的激勵電流，θ_me是用于控制永磁同步電機的角位置。