[發明專利]一種表貼式三相永磁同步電機轉子磁極初始位置定位方法

有效

• 申請號: 201711435449.0
• 申請日: 2017-12-26
• 公開（公告）號: CN107979319B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 王立強;雷美珍
• 申請（專利權）人: 浙江水利水電學院
• 主分類號: H02P21/18
• 分類號: H02P21/18;H02P21/32
• 代理公司: 杭州知見專利代理有限公司 33295
• 代理人: 張華

本發明涉及一種表貼式三相永磁同步電機轉子磁極初始位置定位方法，解決現有三相永磁同步電機轉子磁極位置初始定位方法定位時間與定位精度矛盾的問題。本方法僅通過給處于靜止狀態的三相永磁同步電機注入6個基本空間電壓矢量，電壓矢量間切換用PWM全關斷狀態作為相鄰電壓矢量的切換緩沖，實現了無需為PWM輸出信號配置死區時間且僅通過采集相電流響應值，構造出與轉子磁極初始位置角的三角函數相關的變量，通過反三角函數的計算即可實現轉子磁極初始位置的檢測。本發明提供的三相永磁同步電機轉子磁極位置初始定位方法無需復雜的高頻電壓注入或序列脈沖電壓注入，實施簡單，定位速度快，僅通過6個基本電壓矢量，即可實現轉子磁極初始位置的快速、高精度定位。

技術領域

本發明屬于電機領域，涉及一種電機控制方法，特別涉及一種表貼式三相永磁同步電機轉子磁極初始位置定位方法。

背景技術

三相永磁同步電機具有功率密度大、控制方便、控制性能好等特點。但該電機啟動時，需知道電機轉子磁極初始位置，否則會啟動失敗，因此一般采用編碼器實現電機轉子磁極的位置檢測，采用絕對式編碼器或者帶UVW的增量式編碼器，可以解決電機啟動問題，但帶來了成本的增加，且帶UVW的增量式編碼器，其磁極初始定位精度僅為+/-30°電角度。

傳統的三相永磁同步電機轉子磁極位置初始定位方法，通過強制定位法、電壓脈沖矢量序列定位法、高頻電壓注入定位法、INFORM電感法等，強制定位法通過給電機通固定電壓矢量，將電機強制拉至固定位置，該方法雖然完成了電機初始定位，但電機發生了轉動，在某些場合無法滿足應用要求；電壓脈沖矢量序列定位法，通過一系列電壓脈沖矢量的注入，通過比較電壓脈沖矢量對應的電機合成相電流響應的幅值，尋找電流響應最大對應的電壓矢量，其對應的角度即為轉子磁極初始位置所在，但該方法下電機轉子容易轉動，需要尋找合適的電壓矢量幅值及持續時間以確保單機轉子轉動幅度在允許范圍內，且定位精度依賴于電壓矢量注入的組數，并受PWM死區效應的影響，且下一組電壓矢量注入前，必須保證前一組的電壓矢量的響應已經完全消失，定位耗費時間長，且定位精度受影響。高頻電壓注入法，需在電機繞組中通入高頻電壓信號，經復雜的高頻信號處理(帶通濾波)及鎖相環調節后，可以確定磁極方向，磁極極性還需結合正向和方向電壓矢量注入才能最終確定轉子磁極初始位置，該方法雖然定位精度較高，但定位時間長。INFORM電感法，需實際計算出電感，操作過程復雜，且精度不高。

發明內容

本發明的目的在于解決現有三相永磁同步電機轉子磁極位置初始定位方法定位時間長、定位精度不高的問題，提供一種表貼式三相永磁同步電機轉子磁極初始位置定位方法，該方法能有效且快速的實現三相永磁同步電機轉子磁極位置初始定位，為電機無編碼器控制或增量式編碼器的初始定位提供有效的啟動位置信號。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種表貼式三相永磁同步電機轉子磁極初始位置定位方法，包括以下步驟：

步驟一：PWM周期T_PWM的確定；

PWM周期初始化為對電機進行時長為的PWM控制：其中，輸入電角度為0°的電壓矢量、為PWM全關斷狀態、輸入電角度為180°的電壓矢量、為PWM全關斷狀態，在時刻采集A相電流值記為在時長為的PWM控制結束時，若小于電機的額定電流峰值，則逐步增加PWM周期，令p＝1、2、3……，k為PWM周期增量，并對電機進行時長為的PWM控制，采集并判斷與電機額定電流峰值的關系，直至等于或大于電機額定電流峰值，此時的PWM周期記為T_PWM；

步驟二：相電流信號采集，依次采集兩輪A、B、C相的相電流；