[發明專利]矢量控制的永磁同步電機的缺相檢測方法

有效

• 申請號: 202110648129.3
• 申請日: 2021-06-10
• 公開（公告）號: CN113315438B
• 公開（公告）日: 2023-02-10
• 發明（設計）人: 藍競豪;邊文清
• 申請（專利權）人: 中山大洋電機股份有限公司
• 主分類號: H02P21/14
• 分類號: H02P21/14;H02P21/24;H02P25/022;H02P27/12;G01R31/34
• 代理公司: 中山市漢通知識產權代理事務所(普通合伙) 44255
• 代理人: 古冠開

本發明公開了基于矢量控制的永磁同步電機的缺相檢測方法，其特征在于：利用轉子旋轉坐標系dq軸中的q軸電流iq的波動幅度進行缺相狀態判斷，當q軸電流iq波動小，趨向于平穩直流分量，視為正常狀態；當q軸電流iq呈正弦狀態波動，而且波動幅度大，視為缺相狀態。它不受限于電流采樣方式，適應性廣，程序代碼量更小，判斷更迅速，在啟動和運行階段也能夠快速判斷缺相狀態，并有一定抗干擾能力，簡單快捷高效，計算量少，基本不耗費芯片資源，判斷邏輯準確度高，對于缺相保護判斷策略較為容易實現。

技術領域：

本發明涉及矢量控制的永磁同步電機的缺相檢測方法。

背景技術：

帶霍爾傳感器的永磁同步電機，能夠時刻通過霍爾傳感器感知轉子位置和轉速信息，所以整個控制穩定可靠。但引入霍爾傳感器會增加電機的體積和成本，而且由于加入霍爾傳感器需要增加連線，連線之間容易引起干擾，從而降低了電機的性能。此外，霍爾傳感器需精確安裝，這樣就大大增加電機的生產工藝難度。所以，采用無霍爾傳感器控制策略具有很大的實際意義。目前很多廠家都開始逐步推廣無霍爾傳感器的永磁同步電機，解決的帶霍爾傳感器的弊端，大大拓展了永磁同步電機的應用范圍。但電機轉子位置等信息是通過復雜算法估算獲得，對控制算法的可靠性要求很高。

基于無感矢量控制的永磁同步電機控制，通常是通過偵測BEMF(反電動勢)來計算電機轉子位置和轉速，通過逆變器輸出電壓、電流推導BEMF，再由電機狀態觀測器估算轉速位置和轉速。以三相無感矢量控制的永磁同步電機，如果利用電阻對三相電流采樣，那么通過三相電流采樣就可以方便地知道是否缺相運行。但是為了盡可能的降低控制器成本，通常會采用兩個電流采樣電路對三相無感矢量控制的永磁同步電機中2相線圈繞組進行采樣，或者是單個電流采樣電路對流經三相無感矢量控制的永磁同步電機中3相線圈繞組的總電流(或者稱母線電流)進行采樣，這樣勢必會增加控制算法難度，判斷過程繁瑣，計算量大，耗費芯片資源，判斷邏輯準確度降低，對于缺相保護判斷策略的難度也大大提高。

發明內容：

本發明的目的是提供矢量控制的永磁同步電機的缺相檢測方法，解決現有技術中：為了降低成本，不對電機的所有線圈繞組分別進行電流采樣的情況下，導致判斷過程繁瑣，計算量大，耗費芯片資源，判斷邏輯準確度降低，對于缺相保護判斷策略的難度也大大提高的技術問題。

本發明的目的是通過以下的技術方案予以實現的。

矢量控制的永磁同步電機的缺相檢測方法，其特征在于：利用轉子旋轉坐標系dq軸中的q軸電流iq的波動幅度進行缺相狀態判斷，當q軸電流iq波動小，趨向于平穩直流分量，視為正常狀態；當q軸電流iq呈正弦狀態波動，而且波動幅度大，視為缺相狀態。

上述的矢量控制的永磁同步電機的缺相檢測方法，包括步驟一、尋找到電流iq波動的最大值iqMax和最小值iqMin,將iqMax減去iqMin得到波動的幅值；步驟二，將q軸電流iq的波動的幅值與設置的波動極限值Io進行比較，當q軸電流iq的波動的幅值大于設置的波動極限值Io時，視為波動幅度大，電機缺相狀態。

上述步驟一中尋找電流iq波動的最大值iqMax和最小值iqMin是這樣實現的：

流程a)初始化，給最大值iqMax和最小值iqMin賦與一個初始值，設置一個計算值CNT；

流程b)獲取新的q軸電流iq；

流程c)計算值CNT減去1，然后判斷計算值CNT是否等于0；若計算值CNT等于0，則跳轉到步驟二；

流程d)將新的q軸電流iq分別與最大值iqMax和最小值iqMin進行比較，若q軸電流大于最大值iqMax，將iqMax＝iq，然后跳轉到流程b；若q軸電流小于最大值iqMax，再判斷q軸電流是否小于iqMin，若q軸電流小于iqMin，將iqMin＝iq，然后跳轉到流程b；若q軸電流大于iqMin，也跳轉到流程b。

上述的步驟2是這樣實現的：