[發明專利]轉子位置信息確認方法、同步電機的矢量控制方法及裝置

有效

• 申請號: 202010569637.8
• 申請日: 2020-06-20
• 公開（公告）號: CN111800039B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發明（設計）人: 祝遠寧;徐常升;程海珍
• 申請（專利權）人: 珠海格力節能環保制冷技術研究中心有限公司
• 主分類號: H02P6/20
• 分類號: H02P6/20;H02P6/18;H02P21/16;H02P21/34;H02P25/026;H02P27/08
• 代理公司: 北京麥寶利知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11733
• 代理人: 劉麗萍

本發明提供一種轉子位置信息確認方法、同步電機的矢量控制方法及裝置。其中，所述方法包括：獲取同步電機的采樣電流，其中，所述同步電機的d軸注入有交流電壓；基于所述采樣電流確定響應電流在目標坐標系下的正序電流的實部，其中，所述響應電流為響應于所述交流電壓而產生的電流；根據所述實部與轉子位置差的關聯關系確定當前轉子位置差。采用本發明實施例，具有準確、及時地跟蹤轉子位置，降低/避免轉速抖動、平滑控制、低成本等效果。

技術領域

本發明涉及同步電機領域，尤其涉及一種轉子位置信息確認方法、同步電機的矢量控制方法及裝置。

背景技術

現有的無位置傳感器永磁同步電機起動技術主要有以下三種：

一是通過產生頻率線性變化的、以360°電角度為周期的周期性方波電流信號，同時采集電機的相電流信號。A、B、C三相每周期的正負半周期內只有兩相導通，導通角度為120°。通過對相電流信號、方波電流信號進行比例積分運算，得到運算結果后進行功率線性放大，最后將功率線性放大后的信號送至外部永磁同步電機，完成電機驅動。該控制策略的缺點在于容易出現電機轉子定位不夠準確、極性判斷出錯，在一些惡劣的工況下，電機參數變化時，起動失敗率高。

二是平滑啟動的控制方法。永磁同步電機在啟動后被設定為恒轉矩運行模式或恒轉速運行模式。該平滑啟動控制方法包括開環控制、閉環控制，利用的是q軸電流驅動。該方法的缺點在于并未準確給出轉子定位的方式以及如何才能找到轉子的位置。并且是根據電機力矩的最大值來計算的最大q軸給定電流，當電機參數發生變化或者力矩(負載)變化后，將不能給到安全的q軸電流，存在無法起動或使電機退磁的毀滅性的破壞電機的可能。

三是基于假定旋轉坐標法的無位置傳感器永磁同步電機啟動控制方法，其優點在于考慮到電機剛啟動，內部溫度還沒有變化，此時電機反電動勢常數仍為設計值，在空載啟動時電壓矢量的幅值與電機的轉速幾乎成正比。利用這點來對假定旋轉坐標法中的轉速估計修正量限幅值進行調整，從而無需兩種控制算法的切換過程就可在采用速度、電流雙閉環的算法控制中實現永磁同步電機的無速度平滑啟動。該控制方法的缺點是只適用于常態下的起動，當電機運行一段時間后，內部的溫度是變化的，電機參數也就發生變化，這樣強依賴于電機參數的起動，普遍適應性不高，不能保證起動成功率的問題。

目前，基于永磁同步電機無傳感器起動的研究，各個領域的專家和學者都有造詣，例如基于觀測器/估算器的方法、卡爾曼濾波法、反電勢法、PWM/SVPWM發以及信號注入法，但大部分都是基于永磁同步電機數學模型實現，對電機參數具有很強的依賴性，根據定子電壓方程及磁鏈方程，進行坐標變化后，提取出轉子位置信息的成分，進行跟蹤控制。這些算法對于電機參數、運行環境或工況的變化，適應性不強、魯棒性不高，容易出現轉子位置定位出錯、轉子位置信息更新不及時，導致定位失敗、反轉，從而出現啟動失敗、壓縮機機構遭受破壞的情況，或者在啟動成功后出現失步、失速的情況。以應用在空調、冰箱壓縮機中的永磁同步電機為例，空調用戶在使用過程中會出現有意或無意的開停運行，冰箱在化霜周期和制冷周期切換過程中自身也會不斷進行開停運行，而啟動的平滑性和成功率就直接影響著用戶的體驗。

發明內容

本發明旨在解決上述現有技術中的相關問題。本發明一方面提供了一種轉子位置信息確認方法，另一方面提供了一種同步電機矢量控制方法及裝置。通過本發明提供的方案，可以準確、及時地跟蹤轉子位置，降低/避免轉速抖動、平滑控制、低成本等效果。

根據本發明技術方案的第一方面，提供一種轉子位置信息確認方法，包括：

獲取同步電機的采樣電流，其中，所述同步電機的d軸注入有交流電壓；

基于所述采樣電流確定響應電流在目標坐標系下的正序電流的實部，其中，所述響應電流為響應于所述交流電壓而產生的電流；

根據所述實部與轉子位置差的關聯關系確定當前轉子位置差。

根據本發明技術方案的第二方面，提供一種同步電機的矢量控制方法，包括：