[發明專利]永磁電機啟動方法、裝置及系統

無效

• 申請號: 201210456187.7
• 申請日: 2012-11-14
• 公開（公告）號: CN103138664A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 劉建;王銘;張奎
• 申請（專利權）人: 海爾集團公司;青島海爾股份有限公司
• 主分類號: H02P6/22
• 分類號: H02P6/22;H02P6/18
• 代理公司: 蘇州威世朋知識產權代理事務所(普通合伙) 32235
• 代理人: 楊林潔

技術領域

本發明涉及一種永磁電機啟動方法、裝置及系統，尤其是指一種無傳感器的永磁電機啟動方法、裝置及系統。

背景技術

永磁電機由于具有功率密度大、效率高等優點，在很多場合中得到廣泛應用，例如冰箱的壓縮機。永磁電機控制系統在實際應用場合中，通常需要在電機上安裝價格比較昂貴的絕對式編碼器或旋轉變壓器等位置傳感器，用于獲取轉子的絕對位置信息。隨著永磁電機控制技術的不斷發展，為了進一步降低永磁電機驅動系統的成本，希望采用比較廉價的增量式編碼器來檢測位置信息，或者采用無位置傳感器技術。然后，這兩種方案都需要解決一個重要的問題，即必須在電機運行之前對轉子的初始位置進行準確定位，只有得到比較準確的轉子初始位置信息之后，才能有效第控制電機啟動運行。

現有地，一般是在電機繞組上施加一定幅值的電流矢量，讓電流矢量保持一段時間，使得電機轉子轉動并定位到預先設置的方向。然而，預先施加的電流矢量會造成電機額外發熱、晃動，導致電機磨損，并產生噪音。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明的目的在于提供一種永磁電機啟動方法。

本發明的另一目的在于提供一種永磁電機啟動裝置。

本發明的又一目的在于提供一種永磁電機啟動系統。

相應地，本發明的一種實施方式的永磁電機啟動方法，包括：

S1、在自定的轉子旋轉坐標系的????????????????????????????????????????????????軸上的永磁電機的定子繞組中注入高頻電壓信號；

S2、檢測自定的轉子旋轉坐標系的軸上的高頻響應電流信號；

S3、將所述高頻響應電流信號進行低通濾波處理為誤差信號；

S4、通過PID調節器調節所述誤差信號趨于零后，計算出轉子初始位置；

S5、根據所述轉子位置計算出轉子初始角速度。

作為本發明的進一步改進，所述高頻電壓信號為脈振高頻電壓信號。

作為本發明的進一步改進，所述S2步驟后還包括：

將所述高頻響應電流信號從三相坐標變換為兩項旋轉坐標。

作為本發明的進一步改進，在所述“將所述高頻響應電流信號從三相坐標變換為兩項旋轉坐標”步驟后，還包括：

對所述高頻響應電流信號進行帶通濾波；

將帶通濾波后的高頻響應電流信號進行放大。

作為本發明的進一步改進，所述S5步驟具體為：

對所述轉子初始位置進行微分，獲得所述轉子初始角速度。

相應地，本發明的一種實施方式的永磁電機啟動裝置，包括：

在自定的轉子旋轉坐標系的軸上的永磁電機的定子繞組中注入高頻電壓信號；

檢測自定的轉子旋轉坐標系的軸上的高頻響應電流信號；

將所述高頻響應電流信號進行低通濾波處理為誤差信號；

調節所述誤差信號趨于零后，計算出轉子初始位置；

根據所述轉子位置計算出轉子初始角速度。

作為本發明的進一步改進，所述高頻電壓信號為脈振高頻電壓信號。

作為本發明的進一步改進，所述裝置還用于將所述高頻響應電流信號從三相坐標變換為兩項旋轉坐標。

作為本發明的進一步改進，所述裝置還用于：

對所述高頻響應電流信號進行帶通濾波；

將帶通濾波后的高頻響應電流信號進行放大。

作為本發明的進一步改進，所述觀測器為龍伯格觀測器，用于對所述轉子初始位置進行微分，獲得所述轉子初始角速度。

相應地，本發明的一種實施方式的永磁電機啟動系統，包括：

電源單元，與所述電源單元電性連接的控制單元和逆變單元，所述電源單元為所述控制單元和所述逆變單元提供電力；

所述逆變單元電性連接永磁電機，并由所述控制單元控制，驅動所述永磁電機；

其中，所述控制單元包括：

用于在自定的轉子旋轉坐標系的軸上的永磁電機的定子繞組中注入高頻電壓信號的電路；

用于檢測自定的轉子旋轉坐標系的軸上的高頻響應電流信號的電路；

低通濾波器，用于將所述高頻響應電流信號進行低通濾波處理為誤差信號；

PID調節器，用于調節所述誤差信號趨于零后，計算出轉子初始位置；

觀測器，用于根據所述轉子位置計算出轉子初始角速度。

作為本發明的進一步改進，所述高頻電壓信號為脈振高頻電壓信號。

作為本發明的進一步改進，所述控制電源還包括：