[發明專利]一種永磁同步電機轉子零位檢測方法

有效

• 申請號: 202011493818.3
• 申請日: 2020-12-17
• 公開（公告）號: CN112671296B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發明（設計）人: 李焱駿;張偉;師奕兵;向澤明;田陽;倪星雨;李澤同
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H02P21/18
• 分類號: H02P21/18;H02P25/026;H02P27/08
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 溫利平

1.一種永磁同步電機轉子零位檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)、測量系統上電后采集旋轉變壓器的輸出值，共計N次，然后計算這N個輸出值的算數平均值，記為θ_start；

(2)、在定子dq坐標系中，令反PARK變換中的q軸矢量U_q為0，d軸矢量為U_d；設置SVPWM模塊的合成矢量角θ_svpwm為0，設定外部高壓電源的限流值，以控制合成旋轉矢量的方向指向d軸；

當上述條件設定完成后，永磁同步電機轉動一定角度θ，在等待一段時間t后，再次采集旋轉變壓器的輸出值N次，并計算N個輸出值的算數平均值，記為θ_second；

(3)、通過比較兩個算數平均值，獲取轉子相對于A相的位置，再由該位置設定合成定子磁場的旋轉方向；

(4)、設定一個擺動機械角度百分比M，將M等比例換算成旋轉變壓器的變化值Δθ，Δθ＝M*2^r，r表示旋轉變壓器的分辨率位數；

通過θ_start和Δθ計算出旋轉變壓器左右兩個邊界值，再按照合成定子磁場的旋轉方向的不同，分別作為永磁同步電機的第一個轉動邊界位置和第二個轉動邊界位置；

(5)、設置電機控制中斷程序中的SVPWM模塊的合成矢量角的增量或減量為θ_per；設置測量系統的擺動周期T；

(6)、保持反PARK變換中的q軸和d軸矢量不變，然后在電機控制中斷程序中，根據合成定子磁場的旋轉方向，控制SVPWM模塊的合成矢量角θ_svpwm增加或減小θ_per，進而控制永磁同步電機旋轉至第一個轉動邊界位置，在此過程中，實時采集當前時刻旋轉變壓器的輸出值，并判斷其輸出值是否等于θ_start±Δθ₁，Δθ₁為誤差量；如果滿足，則記錄當前時刻的合成矢量角，然后繼續采集后續時刻旋轉變壓器的輸出值，并判斷后續時刻旋轉變壓器輸出值的變化趨勢是否相同，若相同，則保存當前時刻旋轉變壓器的輸出值記為θ_efirst[T₁]，其中，T₁為當前擺動周期；否則，繼續增加或減小θ_per并重復步驟(6)，直至擺動到第一個轉動邊界位置；

(7)、當永磁同步電機轉動到第一個轉動邊界位置后，改變合成定子磁場的旋轉方向，進而控制SVPWM模塊的合成矢量角θ_svpwm增加或減小θ_per，從而再次控制永磁同步電機旋轉至第二個轉動邊界位置，在此過程中，實時采集當前時刻旋轉變壓器的輸出值，并判斷其輸出值是否也等于θ_start±Δθ₁；如果滿足，則記錄當前時刻的合成矢量角，然后繼續采集后續時刻旋轉變壓器的輸出值，并判斷后續時刻旋轉變壓器輸出值的變化趨勢是否相同，若相同，則保存當前時刻旋轉變壓器的輸出值記為θ_esecond[T₁]；否則，繼續增加或減小θ_per并重復步驟(7)，直至擺動到第二個轉動邊界位置；

(8)、當電機轉動到第二個轉動邊界位置后，一個周期的控制操作完成，然后判斷當前轉動周期數T₁是否到達設定的值T，若T₁＜T，則返回步驟(6)；否則，先計算每個周期內θ_efirst[T₁]與θ_esecond[T₁]的平均值，再將擺動周期T內計算的每個平均值再求一次平均值，得到最終的有效電矢量，記為θ_eresult；

(9)、計算轉子初始位置相對于A相的旋轉變壓器數值差Δθ⁰；

其中，m_p為電機極對數；

(10)、根據步驟(3)中轉子相對于A相的位置，計算得到永磁同步電機轉子的零位值；

θ⁰＝θ_start±Δθ⁰

其中，當A相在永磁同步電機上電初始位置的順時針方向時，則公式中取“+”；當A相在永磁同步電機上電初始位置的逆時針方向時，則公式中取“-”。