[發(fā)明專利]永磁同步電機靜止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)子初始位置檢測方法

在審

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• 申請日: 2018-03-12
• 公開（公告）號: CN108322105A
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王賓;彭皆彩
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽理工大學(xué)
• 主分類號: H02P6/18
• 分類號: H02P6/18;H02P21/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提出了一種永磁同步電機靜止?fàn)顟B(tài)時轉(zhuǎn)子的初始位置檢測方法，首先沿任一相定子方向注入電壓矢量，確定合適的電壓脈沖注入時間；再對靜止?fàn)顟B(tài)的永磁同步電機沿三相定子方向分別注入一對正反方向的基本空間電壓矢量，在每個基本空間電壓矢量脈沖作用結(jié)束時刻，立即檢測并記錄永磁同步電機三相電流值；將采樣所得的每相電流值代數(shù)累加，最后按照公式計算出永磁同步電機轉(zhuǎn)子的初始位置角度。本發(fā)明方法不需要大量數(shù)據(jù)運算，實現(xiàn)算法簡單，實施步驟簡單，易實現(xiàn)，工程實用性較高；并且永磁同步電機靜止?fàn)顟B(tài)時轉(zhuǎn)子的初始位置檢測方法不受轉(zhuǎn)子凸極性限制，同時適用于表貼式和內(nèi)嵌式永磁同步電機，適用范圍廣。

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靜止?fàn)顟B(tài)時轉(zhuǎn)子的初始位置檢測方法。

背景技術(shù)

為實現(xiàn)永磁同步電機的高精度、高效率控制，必須獲得精確的轉(zhuǎn)子初始位置，否則可能導(dǎo)致系統(tǒng)不能以高性能狀態(tài)工作，甚至導(dǎo)致啟動失敗。

早期多采用絕對位置編碼器檢測轉(zhuǎn)子位置，但編碼器本身存在機械誤差，降低了調(diào)速系統(tǒng)的可靠性，同時使系統(tǒng)更為復(fù)雜、成本提高。

目前，國內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)提出了很多PMSM初始位置檢測方法，概括為高頻信號注入法及脈沖信號注入法。

高頻信號注入法，通過向永磁同步電機d/q軸注入高頻電流或電壓信號，檢測高頻電流響應(yīng)，通過一系列的數(shù)據(jù)處理獲取轉(zhuǎn)子初始位置信息。但，此類方法數(shù)據(jù)處理多用到數(shù)字濾波器，運算量較大，較為復(fù)雜。

脈沖信號注入法，通過向永磁同步電機注入電壓或電流脈沖信號，檢測電流脈沖響應(yīng)，利用永磁同步電機的凸極性，比較響應(yīng)電流的大小，獲取轉(zhuǎn)子初始位置。但，此類方法對系統(tǒng)硬件要求較高，獲取的電流響應(yīng)精度有限，且轉(zhuǎn)子實際位置易受到注入脈沖信號的影響，影響檢測精度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種永磁同步電機靜止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)子初始位置檢測方法，用以解決現(xiàn)有檢測手段存在算法檢測時間長、算法復(fù)雜和可靠性低等問題。

為解決現(xiàn)有方法中存在的問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

一種永磁同步電機靜止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)子初始位置檢測方法，該檢測方法包括以下步驟：

第一步：沿任一相定子方向多次施加一對正反方向的基本空間電壓矢量，調(diào)整電壓矢量注入時間，使注入的電流足夠大，提升磁通飽和的區(qū)分度；

第二步：對靜止?fàn)顟B(tài)的永磁同步電機沿三相定子方向分別注入一對正反方向的基本空間電壓矢量；

第三步：在每個基本空間電壓矢量脈沖作用結(jié)束時刻，立即采集A、B、C三相電流，其中流出定子繞組記為正值，流入定子繞組記為負(fù)值，記錄電流數(shù)據(jù)；

第四步：注入6個基本電壓矢量后，每相將獲得6個電流數(shù)據(jù)，分別將每相電流數(shù)據(jù)代數(shù)累加，獲得SA、SB和SC；在轉(zhuǎn)子的一個電周期內(nèi)，SA、SB和SC符合正弦規(guī)律變化，此時永磁同步電機的轉(zhuǎn)子位置，可通過SA、SB和SC計算獲得；

第五步：按照公式計算得永磁同步電機靜止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)子初始位置角度；

第六步：重復(fù)上述第二步至第五步，多次測量，將多次測量結(jié)果取均值，以提高測量精度。

本發(fā)明提供一種永磁同步電機靜止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)子初始位置檢測方法，其積極有益效果在于：

相比于傳統(tǒng)機械式位置檢測方法可靠性高，成本低；與高頻信號注入法及脈沖信號注入法相比，本發(fā)明方法不需要大量數(shù)據(jù)運算，實現(xiàn)算法簡單，實施步驟簡單，易實現(xiàn)，工程實用性較高；并且永磁同步電機靜止?fàn)顟B(tài)時轉(zhuǎn)子的初始位置檢測方法不受轉(zhuǎn)子凸極性限制，同時適用于表貼式和內(nèi)嵌式永磁同步電機，適用范圍廣。

附圖說明

圖1為本發(fā)明永磁同步電機控制系統(tǒng)的流程圖