[發明專利]一種高壓永磁同步電機閉環軟啟動方法

有效

• 申請號: 201410649029.2
• 申請日: 2014-11-14
• 公開（公告）號: CN105610354B
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發明（設計）人: 趙小鵬;周育茹;牛艷艷;酒晨霄;郭偉;劉瑾;趙東東
• 申請（專利權）人: 中國航空工業第六一八研究所
• 主分類號: H02P6/20
• 分類號: H02P6/20
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

本發明屬于永磁同步電機控制技術，涉及一種高壓永磁同步電機閉環軟啟動方法。本發明采取的方案為：在電機母線540V電壓上電的瞬間，微處理器首先將轉速給定設置為較小的值；微處理器根據電機位置傳感器的機械位移計算得到電機的實時轉速；微處理器執行轉速閉環控制策略；微處理器檢測轉速給定與實時轉速的差是否小于給定的容差，若小于則將轉速給定增加一定的值，若不小于則繼續轉速閉環控制策略；按照同樣的步驟，直至微處理器將轉速給定變為最終期望值。本發明有效解決了高壓永磁同步電機在母線上電瞬間出現電流尖峰的問題，同時能夠滿足系統對瞬態響應的要求，實現了電機的快速軟啟動。

技術領域

本發明屬于永磁同步電機控制技術，涉及一種高壓永磁同步電機閉環軟啟動方法。

背景技術

永磁同步電機伺服系統是當代高性能伺服系統的主要發展方向，其特點是位置分辨率高、定位精度高、調速范圍寬、低速穩定運行、無爬行現象、力矩波動小、響應速度快、可工作于惡劣的環境，因此，永磁同步電機在高精度位置伺服控制、需要頻繁調速、需要張力調節等場合下得到廣泛應用，而且向著高壓大功率的應用場合不斷拓展。傳統高壓永磁同步電機往往通過控制母線電壓的緩慢增長實現軟啟動，例如通過BUCK斬波電路使母線電壓線性增加，或者手動調節電機母線直流電源旋鈕逐漸加壓，不僅增加了硬件成本，而且操作起來不方便；還有一些閉環軟啟動的方法是通過軟件實現的，在上電初始時刻占空比處于開環狀態，通過不斷線性增加占空比的值促使電機啟動，當電機的實時轉速達到給定轉速的一半時，才進入閉環PI控制，但是這種方法對PI的參數要求較嚴格，同時在占空比開環與閉環進行切換的瞬態過程中，電機經常會出現抖動、高噪聲的情況。因此，采用一種高壓永磁同步電機閉環軟啟動方法，不僅實現了高壓電機的軟啟動，降低了啟動電流，同時在電機整個啟動過程中，實現了轉速的平穩運行，降低了噪聲，而且可以根據實際需要適當修改給定轉速線性增加的斜率，從而調節系統啟動時間的大小。

發明內容

本發明的目的是：提出一種高壓永磁同步電機閉環軟啟動方法。

本發明的技術方案是：一種高壓永磁同步電機閉環軟啟動方法，其特征在于，該方法在永磁同步電機硬件平臺無故障的環境下、電機母線540V電壓上電瞬間，采取如下步驟：

步驟一、微處理器給轉速給定變量v_ref與實時轉速變量v_feedback的容差變量v_rongcha賦值，并設定轉速給定變量v_ref直線增加的拍數為k；

步驟二、微處理器設定轉速最終期望值變量v_last，同時將電機的轉速給定變量v_ref設置為0，并計算轉速給定變量v_ref的遞增量變量v_add＝v_last/k；

步驟三、微處理器讀取當前時刻電機位置傳感器的機械位移s_old；

步驟四、間隔△t時間后，微處理器讀取電機位置傳感器的機械位移s_new；

步驟五、微處理器求解電機位置傳感器兩次位移的差△s＝s_new-s_old，若△s>＝0，則認為s1、s2在電機位置傳感器的同一個機械周期內，接著計算實時轉速變量v_feedback＝△s/△t；若△s<0，則認為s1、s2不在電機位置傳感器的同一個機械周期內，接著計算實時轉速變量v_feedback＝(360-s_old+s_new)/△t＝(360+△s)/△t；

步驟六、微處理器根據轉速給定變量v_ref及實時轉速變量v_feedback進行轉速閉環PI控制；

步驟七、微處理器計算轉速給定變量v_ref及實時轉速變量v_feedback的偏差變量v_error＝v_ref-v_feedback，若轉速偏差變量v_error小于容差變量v_rongcha，則執行步驟八；若轉速偏差變量v_error大于或等于容差變量v_rongcha，則返回順次執行步驟三至步驟七；

步驟八、微處理器將電機的轉速給定變量v_ref的值增加遞增量變量v_add；