[發明專利]一種永磁同步電機轉子初始位置檢測方法

有效

• 申請號: 201810272911.8
• 申請日: 2018-03-29
• 公開（公告）號: CN110336500B
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 姚超;陳慧民;楊洪波;梁松;周志康;彭再武;唐廣笛
• 申請（專利權）人: 湖南中車時代電動汽車股份有限公司
• 主分類號: H02P6/18
• 分類號: H02P6/18;H02P21/32;H02P25/022
• 代理公司: 北京聿華聯合知識產權代理有限公司 11611
• 代理人: 張文娟;朱繪

本發明公開了一種永磁同步電機轉子初始位置檢測方法，所述方法包括：對轉子施加多個不同電角度的測量用電壓矢量，獲取每個測量用電壓矢量對應的電流幅值；確定對應最大電流幅值的測量用電壓矢量；根據對應最大電流幅值的測量用電壓矢量的電壓矢量角確定轉子初始位置角，其中，對應最大電流幅值的測量用電壓矢量的電壓矢量角是所有測量用電壓矢量中最接近轉子初始位置角的電壓矢量角。本發明所提方法能準確靜止檢測永磁同步電機的初始角度且不受負載大小的影響；相較于現有技術，本發明的永磁同步電機轉子初始位置檢測方法不僅具備較高的精度，還具有良好的帶載能力和廣泛的適用性。

技術領域

本發明涉及軌道交通領域，具體涉及一種永磁同步電機轉子初始位置檢測方法。

背景技術

永磁同步電機轉子初始位置檢測是永磁同步電機調速系統中必不可少的環節。永磁同步電機轉子初始位置檢測的準確性直接影響到永磁同步電機的啟動力矩，及啟動穩定性。轉子初始位置檢測失誤，會影響轉子位置的計算，以致無法正確實現電機控制的一系列算法，將造成電機運轉的紊亂，使之無法進入正常的運行狀態。具體的，轉子初始位置偏差將引起電機啟動電流過大，甚至會造成電機過流或發生反轉，負載較大時情況更加嚴重。因此，轉子初始位置檢測一直是工程技術界研究的熱點和難點問題之一。

基于位置傳感器的轉子預定位法是目前電動汽車領域常用的永磁同步電機轉子初始位置檢測方法，該方法通過采用固定的開關狀態向電機施加一個固定方向的定子磁勢，將轉子定位到定子磁勢方向，該方法的缺點是精度受負載影響較大，而且定位過程中轉子需要旋轉，并不完全適用于電動汽車要求定位過程中保持轉子完全靜止的場合。雖然采取多次試探的方法可以減小預定位時轉子的旋轉范圍，但仍無法實現估計過程轉子完全靜止，這將導致定位的出現偏差，轉子初始位置偏差將造成電機驅動系統無法準確的控制交軸電流并產生不可控的直軸電流。這部分不可控的直軸電流并沒有產生轉矩，而是產生不必要的電樞反應，造成電機的損耗增大，相同電磁轉矩下需要的繞組電流也增大。且進行弱磁控制時，不可控的電樞反應也將影響弱磁控制的效果和調速范圍。

發明內容

本發明提供了一種永磁同步電機轉子初始位置檢測方法，所述方法包括：

對轉子施加多個不同電角度的測量用電壓矢量，獲取每個測量用電壓矢量對應的電流幅值；

確定對應最大電流幅值的測量用電壓矢量；

根據對應最大電流幅值的測量用電壓矢量的電壓矢量角確定轉子初始位置角，其中，對應最大電流幅值的測量用電壓矢量的電壓矢量角是所有測量用電壓矢量中最接近轉子初始位置角的電壓矢量角。

在一實施例中，所述方法包括：

對轉子施加n₀個測量用電壓矢量，其中：

n₀為大于等于2的整數；

在電角度0°～360°范圍內，n₀個測量用電壓矢量以360°/n₀電角度為間距等間距分布；

每個測量用電壓矢量大小相等并保持一段相同的作用時間；

方向相反的兩個測量用電壓矢量連續施加；

檢測每個測量用電壓矢量對應的電流幅值，確定對應最大電流幅值的測量用電壓矢量的電壓矢量角，記為第一電壓矢量角；

根據所述第一電壓矢量角確定轉子初始位置角。

在一實施例中，根據所述第一電壓矢量角確定轉子初始位置角，包括：

設定m個不同級別的電角度范圍，級別編號依次為1～m，m為大于等于1的整數；

針對每級電角度范圍，在本級電角度范圍內施加多個測量用電壓矢量，確定多個測量用電壓矢量中最大電流幅值對應的測量用電壓矢量的電壓矢量角；