[發明專利]多相永磁同步電機的轉子初始位置角檢測方法及檢測裝置

有效

• 申請號: 202110484532.7
• 申請日: 2021-04-30
• 公開（公告）號: CN113037172B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 劉自程;石松;蔣棟
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H02P21/32
• 分類號: H02P21/32;H02P21/18;H02P6/16;H02P25/022
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 夏倩;李智

1.一種多相永磁同步電機的轉子初始位置角檢測方法，所述多相永磁同步電機中包含N套三相繞組，N≥2；其特征在于，所述轉子初始位置角檢測方法包括如下步驟：

(S1)選定所述多相永磁同步電機中的兩套三相繞組，依次懸空所述兩套三相繞組對應的一相繞組，并分別向兩套三相繞組分別施加大小相等、方向相反的電壓脈沖矢量，記錄對應的響應電流，由此分別得到每套三相繞組的三個響應電流數據；

(S2)依據每套三相繞組的響應電流數據分別計算轉子磁極軸向角度θ_e1和θ_e2，將θ_e1、θ_e2或者θ_e1和θ_e2的平均值作為初判角θ_e，并從預先確定的12個候選電壓脈沖矢量中篩選出離θ_e方向和離θ_e+π方向最近的兩個候選電壓脈沖矢量；

所述12個候選電壓脈沖矢量包括依次懸空一相繞組時確定的6個電壓脈沖矢量，和在繞組不懸空時確定的6個電壓脈沖矢量；

(S3)向所述兩套三相繞組中分別施加篩選出的兩個候選電壓脈沖矢量，并記錄對應的響應電流峰值和交換所述兩套三相繞組中施加的候選電壓脈沖矢量，并記錄對應的響應電流峰值和

(S4)若且則判定所述轉子初始位置角為θ_e；若且則判定所述轉子初始位置角為θ_e+π。

2.如權利要求1所述的多相永磁同步電機的轉子初始位置角檢測方法，其特征在于，所述步驟(S4)還包括：若響應電流峰值和之間既不滿足且也不滿足且則判定所述轉子初始位置角檢測失敗。

3.如權利要求2所述的多相永磁同步電機的轉子初始位置角檢測方法，其特征在于，還包括：在所述轉子初始位置角檢測失敗時，轉入步驟(S3)。

4.如權利要求1所述的多相永磁同步電機的轉子初始位置角檢測方法，其特征在于，所述步驟(S1)和所述步驟(S3)中，利用六相電壓源逆變器向繞組施加電壓脈沖矢量。

5.如權利要求1所述的多相永磁同步電機的轉子初始位置角檢測方法，其特征在于，對于任意一套三相繞組，依據其響應電流數據計算轉子磁極軸向角度的方式包括：

分別計算C相繞組懸空時的響應電流變化率A相繞組懸空時的響應電流變化率和B相繞組懸空時的響應電流變化率

根據分別計算C相繞組懸空、A相繞組懸空和B相繞組懸空時剩余兩相繞組間的線電感L_ABX、L_BCX和L_CAX；其中，L表示線電感，U表示注入的電壓大小，表示響應電流變化率；

根據計算三相繞組的轉子磁極軸向角度θ_eX。

6.一種多相永磁同步電機的轉子初始位置角檢測裝置，所述多相永磁同步電機中包含N套三相繞組，N≥2；其特征在于，所述轉子初始位置角檢測裝置包括：候選電壓脈沖矢量獲取模塊、第一響應電流獲取模塊、初判模塊、第二響應電流獲取模塊和極性判斷模塊；

所述候選電壓脈沖矢量獲取模塊，用于通過依次懸空三相繞組中的一相繞組，并在剩余兩相繞組間施加大小相同而方向不同的電壓，由此確定6個候選電壓脈沖矢量；所述候選電壓脈沖矢量獲取模塊，還用于在三相繞組不懸空時，給三相繞組施加大小相同而方向不同的電壓，由此確定另外6個候選電壓脈沖矢量；

所述第一響應電流獲取模塊，用于選定所述多相永磁同步電機中的兩套三相繞組，依次懸空所述兩套三相繞組對應的一相繞組，并分別向兩套三相繞組分別施加大小相等、方向相反的電壓脈沖矢量，記錄對應的響應電流，由此分別得到每套三相繞組的三個響應電流數據；

所述初判模塊，用于依據每套三相繞組的響應電流數據分別計算轉子磁極軸向角度θ_e1和θ_e2，將θ_e1、θ_e2或者θ_e1和θ_e2的平均值作為初判角θ_e，并從預先確定的12個候選電壓脈沖矢量中篩選出離θ_e方向和離θ_e+π方向最近的兩個候選電壓脈沖矢量；

所述第二響應電流獲取模塊，用于向所述兩套三相繞組中分別施加篩選出的兩個候選電壓脈沖矢量，并記錄對應的響應電流峰值和

所述第二響應電流獲取模塊，還用于交換所述兩套三相繞組中施加的候選電壓脈沖矢量，并記錄對應的響應電流峰值和

所述極性判斷模塊，用于在且時判定所述轉子初始位置角為θ_e，并在且時判定所述轉子初始位置角為θ_e+π。