[發(fā)明專利]永磁同步電機初始磁極位置和交直軸電感的辨識方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201711457682.9 | 申請日： | 2017-12-28 |
| 公開（公告）號： | CN108155843A | 公開（公告）日： | 2018-06-12 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 劉文洲;金浩;牛斌 | 申請（專利權(quán)）人： | 武漢合康動力技術(shù)有限公司 |
| 主分類號： | H02P21/32 | 分類號： | H02P21/32;H02P21/14;H02P25/022 |
| 代理公司： | 武漢開元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42104 | 代理人： | 黃行軍 |
| 地址： | 430205 湖北省武*** | 國省代碼： | 湖北;42 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 初始磁極位置 直軸電感 辨識 電感 交直軸 永磁同步電機 電機 電壓矢量 基準(zhǔn)位置 輸出 脈沖電壓矢量 輸出電壓矢量 數(shù)學(xué)模型計算 電機控制器 電機磁極 電壓脈沖 交軸電感 轉(zhuǎn)動電機 矢量 | ||
本發(fā)明公開了一種永磁同步電機初始磁極位置和交直軸電感的辨識方法。過程為：向電機控制器輸出四個相互垂直方向的電壓矢量，獲取各方向?qū)?yīng)的直軸電感，當(dāng)四個直軸電感中較大的兩個直軸電感的差值大于設(shè)定值時，則以最大的直軸電感對應(yīng)的電壓矢量的方向為基準(zhǔn)位置，以基準(zhǔn)位置為基礎(chǔ)調(diào)整輸出電壓矢量的方向，逐步確定電機初始磁極位置；根據(jù)初始磁極位置，沿著初始磁極位置方向和初始磁極位置旋轉(zhuǎn)90°方向分別輸出兩個電壓脈沖矢量，根據(jù)電機工作的數(shù)學(xué)模型計算電機的直軸電感和交軸電感。本發(fā)明通過輸出不同方向的脈沖電壓矢量就能在不轉(zhuǎn)動電機的前提下，準(zhǔn)確辨識出電機磁極的初始位置和交直軸電感，辨識方法原理簡單，實現(xiàn)方便，精度高。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于電機控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種永磁同步電機初始磁極位置和交直軸電感的辨識方法。
背景技術(shù)
永磁同步電機在工業(yè)控制場合得到越來越多的應(yīng)用，傳統(tǒng)的方法中檢測轉(zhuǎn)子位置的方式如采用光電編碼器，旋轉(zhuǎn)編碼器和磁編碼器等，然而高精度、高分辨率的位置傳感器價格昂貴，不僅增加了系統(tǒng)成本，還降低了系統(tǒng)應(yīng)用的可靠性，因此無位置傳感器控制技術(shù)已成為永磁同步電機控制研究的一個重要方向。為了實現(xiàn)高性能的永磁同步電機矢量控制系統(tǒng)，獲取準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)子磁極位置信息必不可少，在無位置傳感器控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)啟動的初始位置檢測就需求被辨識出來，以便某些不允許永磁同步電機自由旋轉(zhuǎn)的場合電機能夠平穩(wěn)正常的啟動。
目前電機初始磁極位置的辨識是通過高頻信號的注入，實現(xiàn)對轉(zhuǎn)子位置的估計，通過對電壓基波上疊加高頻電壓分量，并對檢測的電流信號進(jìn)行信號提取以獲取轉(zhuǎn)子位置信息，這種方法對獲取的電壓、電流精度要求較高，不然就會影響初始位置精度；且這種方法只適合與電機能夠轉(zhuǎn)動的情況，對其他電機不能轉(zhuǎn)動的場合，該方法就不能適用。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了解決上述背景技術(shù)存在的不足，提供一種方法簡單、實現(xiàn)方便的永磁同步電機初始磁極位置和交直軸電感的辨識方法。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種永磁同步電機初始磁極位置和交直軸電感的辨識方法，包括以下步驟：
步驟1，向電機控制器輸出四個相互垂直方向的電壓矢量，獲取各方向?qū)?yīng)的直軸電感，
當(dāng)四個直軸電感中較大的兩個直軸電感的差值大于設(shè)定值時，則以最大的直軸電感對應(yīng)的電壓矢量的方向為基準(zhǔn)位置，以基準(zhǔn)位置為基礎(chǔ)調(diào)整輸出電壓矢量的方向，逐步確定電機初始磁極位置；
當(dāng)四個直軸電感中較大的兩個直軸電感的差值小于等于設(shè)定值時，則確定電機初始磁極位置為兩個直軸電感對應(yīng)的電壓矢量方向的角度平分線所在位置；
步驟2，根據(jù)初始磁極位置，沿著初始磁極位置方向和初始磁極位置旋轉(zhuǎn)90°方向分別輸出兩個電壓脈沖矢量，檢測這兩個方向的電流分量，根據(jù)電機工作的數(shù)學(xué)模型計算電機的直軸電感和交軸電感。
進(jìn)一步地，在向電機控制器輸出四個相互垂直方向的電壓矢量之前，先向電機控制器輸出一定方向的電壓矢量，檢測該方向上的電壓矢量對應(yīng)的電流，根據(jù)電流大小確定電機控制器的開關(guān)頻率。
進(jìn)一步地，確定電機的開關(guān)頻率的方法為：
1)設(shè)定一個電機控制器的開關(guān)頻率，向電機控制器輸出一個方向為A相、時間為一個開關(guān)周期的電壓矢量，一個周期之后，檢測在該電壓矢量作用下的電流幅值；
2)若電流幅值大于等于電機額定電流的四分之一，則確定電機的開關(guān)頻率為該電流幅值對應(yīng)的開關(guān)頻率；
3)若電流幅值小于電機額定電流的四分之一，則減小開關(guān)頻率到上一次開關(guān)頻率的一半，重新檢測電流幅值，直到某個開關(guān)頻率下對應(yīng)的電流幅值大于電機額定電流的四分之一，則確定電機的開關(guān)頻率為該電流幅值對應(yīng)的開關(guān)頻率。
進(jìn)一步地，輸出的四個電壓矢量的方向分別為0°、90°、180°和270°。
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