CN105262401A - 一种pmsm永磁同步电机初始相位定位方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种PMSM永磁同步电机初始相位定位方法,该方法能准确检测出电机转子初始信息,因注入高频电压信号频率高、幅值低,检测过程中电机转子不会发生“抖动”现象;电机启动不会出现反转信号,该方法能够满足永磁同步电机平稳启动的要求;通过该方法提取转子初始位置信息,能够适用于凸极同步电机,同样也适应于隐极电机,通用型光,并能省去价格昂贵,并与维护困难的绝对式光电编码器,大大降低控制成本,并能大大拓宽永磁同步电机的无速度传感器控制方法的应用场合;该方法不受注入高频电压信号的幅值和角频率的影响,对电机参数不敏感,鲁棒性强,且实现方法简单,不需要增加额外的电路。

Description

一种PMSM永磁同步电机初始相位定位方法
技术领域
本发明涉及一种定位方法,特别涉及一种PMSM永磁同步电机初始相位定位方法。
背景技术
在永磁同步电机控制中,若不能预知转子初始位置,就会出现转子短暂反转或失步而得启动失败。尤其是在无速度传感器控制设备中,由于不适用绝对式光电编码器,故必须通过软件算法来检测出转子的初始位置;现有通用的应用于家用电器以及相关汽车电器的永磁同步电机,多采用初始通直流电,主动定位的方法,来确定初始磁极位置,这种方法能够确保准确获知转子位置,保证启动顺利,但该中方法存在启动前电机会出现“抖动”或者反转的现象,这在一些特殊的应用场合,如一些汽车电器,电机启动前绝不允许出现反转的情况,那么这种方法就不适用,必须采用其他方法,确保在电机绝对静止的情况下获知电机转子的位置信息。高频信号号注入法解决了电机“抖动”的问题,其高频电流响应信号中含有转子的位置信息,但其对高频电流响应信号的解调算法很复杂,运算量大,理论性强,实际应用往往问题较多。脉冲信号注入法检测转子初始位置方法简单,但检测时间长,且转子也易出现“抖动”。
发明内容
本发明为克服现有技术的不足,提供一种PMSM永磁同步电机初始相位定位方法。
为了达到上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种PMSM永磁同步电机初始相位定位方法,其特征在于包括如下步骤:
(1).通过主控芯片及驱动电路向电机中注入200Hz高频信号,电压幅值约为额定工作电压的1/10;
(2).采样两相电机定子绕组电流,根据三相绕组电流之和为零,可得第三相绕组电流;
(3).通过坐标变换,将三轴坐标变为两轴坐标;
(4).根据上一步迭代得到的相位角,进行磁场定向,转变为旋转两轴坐标,实现转子磁场定向;
(5).进行转矩电流和励磁电流的PI调节;
(6).根据电机转速和电机时间常数计算新的坐标变换角,进行静止两轴坐标和旋转坐标反变换;
(7).进行两轴坐标变换为三轴超标;
(8).根据变换得到的三轴参数进行PWM占空比的计算,生成电压矢量进行电机控制;
(9).检测三相输出电流Ia,Ib,Ic;
(10).对输出的电流值利用滤波器进行滤波,得到三相输出电流的幅值Iaf,Ibf,Icf;
(11).在提取到三相高频响应电流幅值之后,比较三个电流幅值,在[0°,180°]区间内判断区域范围,可准确得到转子初始位置信息。
进一步的,所述数字滤波器为低通滤波器。
进一步的,所述步骤(9)在检测输出电流时,保持电机静止。
相对现有技术,本发明的有益效果是:
通过对三相高频电压信号的电流响应进行低通滤波,得到三相电流响应幅值大小关系,根据响应的电机模型,从而得到电机转子的初始位置信息;该方法能准确检测出电机转子初始信息,因注入高频电压信号频率高、幅值低,检测过程中电机转子不会发生“抖动”现象,电机启动不会出现反转信号,该方法能够满足永磁同步电机平稳启动的要求;通过该方法提取转子初始位置信息,能够适用于凸极同步电机,同样也适应于隐极电机,通用型光,并能省去价格昂贵,并与维护困难的绝对式光电编码器,大大降低控制成本,并能大大拓宽永磁同步电机的无速度传感器控制方法的应用场合;该方法不受注入高频电压信号的幅值和角频率的影响,对电机参数不敏感,鲁棒性强,且实现方法简单,不需要增加额外的电路。
具体实施方式
下面通过具体的实施方式来对本方面进一步的说明,一让本领域技术人员能够很好的理解本发明。
为了达到上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种PMSM永磁同步电机初始相位定位方法,其特征在于包括如下步骤:
(1).通过主控芯片及驱动电路向电机中注入200Hz高频信号,电压幅值约为额定工作电压的1/10;
(2).采样两相电机定子绕组电流,根据三相绕组电流之和为零,可得第三相绕组电流;
(3).通过坐标变换,将三轴坐标变为两轴坐标;
(4).根据上一步迭代得到的相位角,进行磁场定向,转变为旋转两轴坐标,实现转子磁场定向;
(5).进行转矩电流和励磁电流的PI调节;
(6).根据电机转速和电机时间常数计算新的坐标变换角,进行静止两轴坐标和旋转坐标反变换;
(7).进行两轴坐标变换为三轴超标;
(8).根据变换得到的三轴参数进行PWM占空比的计算,生成电压矢量进行电机控制;
(9).检测三相输出电流Ia,Ib,Ic;步骤(9)在检测输出电流时,保持电机静止。
(10).对输出的电流值利用滤波器进行滤波,得到三相输出电流的幅值Iaf,Ibf,Icf;
(11).在提取到三相高频响应电流幅值之后,比较三个电流幅值,在[0°,180°]区间内判断区域范围,可准确得到转子初始位置信息。
所述数字滤波器为低通滤波器。滤波器对电流幅值的提取过程包括:
首先,S1=I*cos(ωt);S2=I*sin(ωt);分别对S1和S2进行滤波;
低通滤波器的计算方式如下:
y(k)=0.0134*u(k)+0.0267*u(k-1)+0.0134*u(k-2)+1.6475*y(k-1)-0.7009*y(k-2)
通过计算后得到y1和y2;
进一步将y1和y2分别平方,得到A1和A2,即A1=y1*y1;A2=y2*y2;
A12+A22=[A(i)]2/4;
对[A(i)]2/4开根号乘以2,即为A(i);
此处的A(i)即为电流的幅值。
步骤(11)中比较Iaf、Ibf和Icf,在[0°,180°]区间内判断区域范围,具体如下表所示:
表1
实验及实际运用表明,转子初始位置角度检测误差在6°之内,检测精度远远超过由3个光电开关构成的分辨率为60°的绝对式光电编码器的分辨准确度±30°,因而具有广泛发应用价值。
尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用,它完全可以被适用于各种适合本发明的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节和这里示出的实施例。

Claims (3)

1.一种PMSM永磁同步电机初始相位定位方法,其特征在于包括如下步骤:
(1).通过主控芯片及驱动电路向电机中注入200Hz高频信号,电压幅值约为额定工作电压的1/10;
(2).采样两相电机定子绕组电流,根据三相绕组电流之和为零,可得第三相绕组电流;
(3).通过坐标变换,将三轴坐标变为两轴坐标;
(4).根据上一步迭代得到的相位角,进行磁场定向,转变为旋转两轴坐标,实现转子磁场定向;
(5).进行转矩电流和励磁电流的PI调节;
(6).根据电机转速和电机时间常数计算新的坐标变换角,进行静止两轴坐标和旋转坐标反变换;
(7).进行两轴坐标变换为三轴超标;
(8).根据变换得到的三轴参数进行PWM占空比的计算,生成电压矢量进行电机控制;
(9).检测三相输出电流Ia,Ib,Ic;
(10).对输出的电流值利用滤波器进行滤波,得到三相输出电流的幅值Iaf,Ibf,Icf;
(11).在提取到三相高频响应电流幅值之后,比较三个电流幅值,在[0°,180°]区间内判断区域范围,可准确得到转子初始位置信息。
2.根据权利要求1所述的PMSM永磁同步电机初始相位定位方法,其特征在于所述数字滤波器为低通滤波器。
3.根据权利要求1所述的PMSM永磁同步电机初始相位定位方法,其特征在于所述步骤(9)在检测输出电流时,保持电机静止。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109099944A (zh) * 2018-09-21 2018-12-28 上海市雷智电机有限公司 一种步进电机用编码器及步进电机初始相位识别方法
CN110731046A (zh) * 2017-06-14 2020-01-24 青岛海尔洗衣机有限公司 洗衣机
CN113721145A (zh) * 2021-09-08 2021-11-30 珠海泰芯半导体有限公司 一种无感电机电压注入时间t1的调试方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020046088A (ko) * 2000-12-12 2002-06-20 구자홍 센서가 없는 pmsm 모터의 회전자 위치 검출장치
CN103916066A (zh) * 2014-04-21 2014-07-09 西北工业大学 无位置传感器的电励磁同步电机转子静止初始位置估算方法
CN104506103A (zh) * 2014-10-28 2015-04-08 西北工业大学 一种新型永磁同步电机转子初始位置检测方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020046088A (ko) * 2000-12-12 2002-06-20 구자홍 센서가 없는 pmsm 모터의 회전자 위치 검출장치
CN103916066A (zh) * 2014-04-21 2014-07-09 西北工业大学 无位置传感器的电励磁同步电机转子静止初始位置估算方法
CN104506103A (zh) * 2014-10-28 2015-04-08 西北工业大学 一种新型永磁同步电机转子初始位置检测方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘颖: "永磁同步电机脉振高频信号注入无位置传感器技术研究", 《中国博士学位论文全文数据库(工程科技Ⅱ辑)》 *
鲁家栋 等: "永磁同步电机转子初始位置检测方法", 《电工技术学报》 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110731046A (zh) * 2017-06-14 2020-01-24 青岛海尔洗衣机有限公司 洗衣机
CN110731046B (zh) * 2017-06-14 2023-04-25 青岛海尔洗衣机有限公司 洗衣机
CN109099944A (zh) * 2018-09-21 2018-12-28 上海市雷智电机有限公司 一种步进电机用编码器及步进电机初始相位识别方法
CN109099944B (zh) * 2018-09-21 2024-05-24 上海市雷智电机有限公司 一种步进电机用编码器及步进电机初始相位识别方法
CN113721145A (zh) * 2021-09-08 2021-11-30 珠海泰芯半导体有限公司 一种无感电机电压注入时间t1的调试方法
CN113721145B (zh) * 2021-09-08 2024-05-28 珠海泰芯半导体有限公司 一种无感电机电压注入时间t1的调试方法

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