CN106787990A - 一种调整内置式永磁同步电机转子初始位置的方法及系统 - Google Patents

一种调整内置式永磁同步电机转子初始位置的方法及系统 Download PDF

Info

Publication number
CN106787990A
CN106787990A CN201611206350.9A CN201611206350A CN106787990A CN 106787990 A CN106787990 A CN 106787990A CN 201611206350 A CN201611206350 A CN 201611206350A CN 106787990 A CN106787990 A CN 106787990A
Authority
CN
China
Prior art keywords
rotor
initial position
axis current
synchronous motor
permanent magnet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201611206350.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106787990B (zh
Inventor
刘雪冰
李文杰
周从源
徐赟
汪文江
叶昌森
吴鹏
何俊
李�杰
许二超
李荫荣
张宸维
李高水
张茂飞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Anhui Jianghuai Automobile Group Corp
Original Assignee
Anhui Jianghuai Automobile Group Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Anhui Jianghuai Automobile Group Corp filed Critical Anhui Jianghuai Automobile Group Corp
Priority to CN201611206350.9A priority Critical patent/CN106787990B/zh
Publication of CN106787990A publication Critical patent/CN106787990A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106787990B publication Critical patent/CN106787990B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14Electronic commutators
    • H02P6/16Circuit arrangements for detecting position

Abstract

本发明公开了一种调整内置式永磁同步电机转子初始位置的方法及系统,该方法包括:设定磁链位置角为零,向内置式永磁同步电机施供电,将电机停止转动后转子位置作为候选转子初始位置;根据候选转子初始位置获取磁链位置角;获取转子开始转动时对应的正交轴电流值,以及转子开始转动时对应的负交轴电流值;判断正交轴电流值与负交轴电流值的绝对值的差值是否小于差值阈值,如果是,以候选转子初始位置作为转子初始位置;如果否,判断差值是否为正,如果是,将候选转子初始位置更新为候选转子初始位置与预设修正步长之和,如果否,将候选转子初始位置更新为候选转子初始位置与预设修正步长之差。利用本发明可解决现有转子初始位置的精度不高的问题。

Description

一种调整内置式永磁同步电机转子初始位置的方法及系统
技术领域
本发明涉及电机控制技术领域,特别涉及一种调整内置式永磁同步电机转子初始位置的方法及系统。
背景技术
永磁同步电机功耗低,效率高、调速范围宽,而内置式永磁同步电机不但存在永磁转矩,而且存在磁阻转矩,使其广泛应用于电动汽车领域。为了使得内置式永磁同步电机达到优良的控制性能,现代电机控制多对内置式永磁同步电机进行矢量控制,而内置式永磁同步电机的矢量控制离不开转子磁极的准确定向,所以必须对内置式永磁同步电机的转子初始位置进行辨识。若辨识不准确,可能会造成内置式永磁同步电机不能正常启动、失步,并且会大大降低电机效率。
如图1所示,为现有技术内置式永磁同步电机通电前的转子位置。转子位置角度一般定义为旋转坐标系的直轴(d轴)与三相静止坐标系的A轴的夹角,两轴重合时θ=0。目前多采用的方法是磁极预定位法,电机轴上安装有位置传感器,通过对电机通入固定方向的电流,若电机的磁极方向与该固定方向存在偏差,就会产生电磁转矩,在电磁转矩的作用下,会将电机的磁极吸合到此固定的位置下,再读取位置传感器的位置信号即是内置式永磁同步电机的转子初始位置,一般将电流的固定方向选为电机A轴方向。图1中,在αβ坐标系下,A轴与α轴重合,假设电机转子停在任意位置θd,位置传感器零点的角度为θe,当给定子施加一个直轴方向为0的电流矢量时,转子磁极会旋转吸合到A的位置停止。如图2所示,为现有技术内置式永磁同步电机通电后的转子位置。此时测出位置传感器的实际位置为转子初始位置θinit,则θinit即为转子的初始位置角。
但是,采用这种检测位置的方式,由于内置式永磁同步电机定转子磁场产生转矩机理与两者夹角正弦值成正比,当角度接近零时,输出转矩同时趋于零;同时由于内置式永磁同步电机的定位转矩(齿槽转矩)的存在,使得检测的角度难以达到绝对零点,从而在一定程度上影响了转子初始位置的检测精度。
发明内容
本发明提供了一种调整内置式永磁同步电机转子初始位置的方法及系统,解决现有技术调整内置式永磁同步电机的转子初始位置的精度无法满足实际需求的问题。
本发明提供了一种调整内置式永磁同步电机转子初始位置的方法,包括:
步骤S01,设定磁链位置角为零,并向内置式永磁同步电机施加预设的直轴电流,将内置式永磁同步电机停止转动后的转子位置作为候选转子初始位置;
步骤S02,根据候选转子初始位置及实时获取的当前转子位置计算磁链位置角;
步骤S03,更新磁链位置角,并向内置式永磁同步电机施加正交轴电流使得转子正向转动,得到转子开始转动时对应的正交轴电流值,以及向内置式永磁同步电机施加负交轴电流使得转子反向转动,得到转子开始转动时对应的负交轴电流值;
步骤S04,判断转子开始转动时对应的正交轴电流值的绝对值与负交轴电流值的绝对值的差值是否小于差值阈值,如果是,则以候选转子初始位置作为转子初始位置,如果否,则执行步骤S05;
步骤S05,判断差值是否为正,如果是,则将候选转子初始位置更新为候选转子初始位置与预设修正步长之和,然后执行步骤S02,如果否,则将候选转子初始位置更新为候选转子初始位置与预设修正步长之差,然后执行步骤S02。
优选地,所述向内置式永磁同步电机施加正交轴电流使得转子正向转动,得到转子开始转动时对应的正交轴电流值包括:
按照第一设定周期以预设第一步长,逐步增加向内置式永磁同步电机施加的正交轴电流;
当转子开始正向转动时,获取施加的正交轴电流值。
优选地,所述向内置式永磁同步电机施加负交轴电流使得转子反向转动,得到转子开始转动时对应的负交轴电流值包括:
按照第二设定周期以预设第二步长,逐步增加向内置式永磁同步电机施加的负交轴电流;
当转子开始反向转动时,获取施加的负交轴电流值。
优选地,所述方法还包括:
在向内置式永磁同步电机供电之后,检测转子的转速;
当转子的转速≥设定转速阈值时,停止向内置式永磁同步电机供电。
优选地,所述方法还包括:
在以候选转子初始位置作为转子初始位置之后,存储所述转子初始位置。
相应地,本发明还提供了一种调整内置式永磁同步电机转子初始位置的系统,包括:
分别与待调整内置式永磁同步电机相连的旋转变压器、逆变桥单元、和坐标变换单元,逆变桥单元还分别与坐标变换单元、和占空比计算单元相连,旋转变压器的另一端和磁链位置角计算单元相连,坐标变换单元还分别与磁链位置角计算单元、反park变换单元、交轴电流控制器、和直轴电流控制器相连,反park变换单元还分别与磁链位置角计算单元、占空比计算单元、交轴电流控制器、和直轴电流控制器相连,交轴电流控制器的另一端与交轴电流给定单元相连,交轴电流给定单元的另一端与正负电流判断单元相连,正负电流判断单元的另一端与初始位置调整单元相连,初始位置调整单元的另一端与磁链位置角计算单元相连;
坐标变换单元用于将内置式永磁同步电机在三相坐标系下的三相电流转换成旋转坐标系下的两相电流,并分别作为直轴电流控制器的反馈电流、和交轴电流控制器的反馈电流;
交轴电流给定单元用于向交轴电流控制器输出预设的正交轴电流、或负交轴电流;
交轴电流控制器用于根据接收的预设的交轴电流、和反馈电流得到参考电压矢量;
直轴电流控制器用于根据接收的预设的直轴电流、和反馈电流得到参考电压矢量;
反park变换单元和占空比计算单元用于根据接收的参考电压矢量、和磁链位置角得到逆变桥单元的各功率器件的占空比,控制逆变桥单元的通断以控制内置式永磁同步电机转子的正向旋转或反向旋转;
磁链位置角计算单元用于在调整转子初始位置开始时设定磁链位置角为零,以及在调整过程中根据转子初始位置及当前转子位置获取磁链位置角,并向坐标变换单元、和反park变换单元发送磁链位置角;
旋转变压器用于将内置式永磁同步电机停止转动后的转子位置作为候选转子初始位置,以及实时获取当前转子位置;
正负电流判断单元用于判断转子开始转动时对应的正交轴电流值的绝对值与负交轴电流值的绝对值的差值是否小于差值阈值,如果是,则控制初始位置调整单元以候选转子初始位置作为转子初始位置,如果否,则正负电流判断单元判断差值是否为正,如果是,则控制初始位置调整单元将候选转子初始位置更新为候选转子初始位置与预设修正步长之和,如果否,则控制初始位置调整单元将候选转子初始位置更新为候选转子初始位置与预设修正步长之差。
优选地,所述交轴电流给定单元具体用于按照第一设定周期以预设第一步长,逐步增加输出的正交轴电流;
所述正负电流判断单元具体用于当转子开始正向转动时,获取施加的正交轴电流值。
优选地,所述交轴电流给定单元具体用于按照第二设定周期以预设第二步长,逐步增加输出的负交轴电流;
所述正负电流判断单元具体用于当转子开始反向转动时,获取施加的负交轴电流值。
优选地,所述系统还包括:
转速传感器,用于采集内置式永磁同步电机转子的转速;
所述交轴电流给定单元具体用于当转子的转速≥设定转速阈值时,停止供电;
所述直轴电流控制器具体用于当转子的转速≥设定转速阈值时,停止供电。
优选地,所述系统还包括:
与初始位置调整单元相连的存储器,用于在以候选转子初始位置作为转子初始位置之后,存储所述转子初始位置。
本发明提供的一种调整内置式永磁同步电机转子初始位置的方法及系统,由于本发明方案在获取转子初始位置之后,通过分别给电机施加正交轴电流和负交轴电流,获取转子开始正转和反转的最小启动电流,根据正转和反转的最小启动电流的差值是否小于差值阈值来判断转子初始位置是否精确,如果不精确则根据预设修正步长进行调整,直至转子开始转动时对应的正交轴电流值的绝对值与负交轴电流值的绝对值的差值小于差值阈值,从而有效提高了调整内置式永磁同步电机的转子初始位置的精度。
进一步地,本发明提供的调整内置式永磁同步电机转子初始位置的方法及系统,按照第一设定周期以预设第一步长,逐步增加向内置式永磁同步电机施加的正交轴电流,当转子开始正向转动时,获取施加的正交轴电流值,这样有利于准确获取转子开始转动时对应的正交轴电流值。
进一步地,本发明提供的调整内置式永磁同步电机转子初始位置的方法及系统,按照第二设定周期以预设第二步长,逐步增加向内置式永磁同步电机施加的负交轴电流,当转子开始反向转动时,获取施加的负交轴电流值,这样有利于准确获取转子开始转动时对应的负交轴电流值。
进一步地,本发明提供的调整内置式永磁同步电机转子初始位置的方法及系统,在向内置式永磁同步电机供电之后,检测转子的转速;当转子的转速≥设定转速阈值时,停止向内置式永磁同步电机供电。这样可以起到对实验人员和待调整电机的保护作用:电机处于空载状态,施加电流后的转速提升很快,容易导致实验人员受伤或电机受损。
进一步地,本发明提供的调整内置式永磁同步电机转子初始位置的方法及系统,在以候选转子初始位置作为转子初始位置之后,存储转子初始位置。这样便于对内置式永磁同步电机进行高效控制。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术内置式永磁同步电机通电前的转子位置;
图2为现有技术内置式永磁同步电机通电后的转子位置;
图3为根据本发明实施例提供的调整内置式永磁同步电机转子初始位置的方法的第一种流程图;
图4为根据本发明实施例提供的调整内置式永磁同步电机转子初始位置的方法的第二种流程图;
图5为根据本发明实施例提供的调整内置式永磁同步电机转子初始位置的系统的第一种结构示意图;
图6为根据本发明实施例提供的调整内置式永磁同步电机转子初始位置的系统的第二种结构示意图;
图7为根据本发明实施例提供的调整内置式永磁同步电机转子初始位置的系统的第三种结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的参数或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能解释为对本发明的限制。
为了更好的理解本发明的技术方案和技术效果,以下将结合流程示意图对具体的实施例进行详细的描述。如图3所示,为根据本发明实施例提供的调整内置式永磁同步电机转子初始位置的方法的第一种流程图,该方法可以包括以下步骤:
步骤S01,设定磁链位置角为零,并向内置式永磁同步电机施加预设的直轴电流,将内置式永磁同步电机停止转动后的转子位置作为候选转子初始位置。
在本实施例中,在开始调整内置式永磁同步电机转子初始位置时,先把磁链位置角设置为零,然后向内置式永磁同步电机施加预设的直轴电流。其中,为了使转子初始位置趋近于正确转子位置,先给电机施加直轴电流,使得转子转动后停止在正确转子位置附近,该过程可以同现有技术,在此不做限定。
在一个具体实施例中,给定内置式永磁同步电机供电,其中,施加直轴电流id*=A0(A0可取电机0.2~0.4倍额定电流),交轴电流iq*=0,磁链位置角theta=0。
当转子转动到对应直轴电流磁矩为0的位置附近后,转子受到的外力趋近于0,转子停止转动,此时认为候选转子初始位置位于准确的转子初始位置附近,可以利用现有技术获取候选转子初始位置,例如通过旋转变压器获取候选转子初始位置:读取旋转变压器的位置为pos0,并令候选转子初始位置pos_init=pos0。
步骤S02,根据候选转子初始位置及当前转子位置获取磁链位置角。
在本实施例中,磁链位置角theta的计算公式可以如式1所示:
theta=2×π×np/ns×(pos_new-pos_init)/2^n (1)
其中,pos_new为旋转变压器实时更新的位置信息,np为电机极对数,ns为旋转变压器的极对数,n为旋转变压器的位数,^为用来表示第三级运算的数学符号,2^n表示2的n次方。
步骤S03,更新磁链位置角,并向内置式永磁同步电机施加正交轴电流使得转子正向转动,得到转子开始转动时对应的正交轴电流值,以及向内置式永磁同步电机施加负交轴电流使得转子反向转动,得到转子开始转动时对应的负交轴电流值。
在本实施例中,在更新磁链位置角之后,向内置式永磁同步电机施加正交轴电流、和负交轴电流使得转子转动,并获取开始正向转动和反向转动时对应的正交轴电流值、负交轴电流值。为了提升获取的正交轴电流值、和负交轴电流值的准确度,可以采用逐步增加电流的方式。
优选地,所述向内置式永磁同步电机施加正交轴电流使得转子正向转动,得到转子开始转动时对应的正交轴电流值可以包括:按照第一设定周期以预设第一步长,逐步增加向内置式永磁同步电机施加的正交轴电流;当转子开始正向转动时,获取施加的正交轴电流值。
所述向内置式永磁同步电机施加负交轴电流使得转子反向转动,得到转子开始转动时对应的负交轴电流值可以包括:按照第二设定周期以预设第二步长,逐步增加向内置式永磁同步电机施加的负交轴电流;当转子开始反向转动时,获取施加的负交轴电流值。
在一个具体实施例中,给定内置式永磁同步电机直轴电流id*=0,按照固定时间(一般可选脉冲宽度调制PWM开关周期)以一定步长(可以为一个开关周期更新0.05A、0.1A、0.15A、0.2A等,也可以是根据额定电流的百分比而定,在此不做限定,优选采用0.1A。)缓慢增加交轴电流,即交轴电流iq*=+(i_step*k),当电机开始正向旋转时,停止q轴电流的增加,并且保存当前的iq电流为iq+。然后给定内置式永磁同步电机直轴电流id*=0,按照固定时间(一般可选脉冲宽度调制PWM开关周期)以一定步长(可以为一个开关周期更新0.05A、0.1A、0.15A、0.2A等,也可以是根据额定电流的百分比而定,在此不做限定,优选采用0.1A。)缓慢增加交轴电流,即交轴电流iq*=-(i_step*k),当电机开始反向旋转时,停止q轴电流的增加,并且保存当前的iq电流为iq-。
步骤S04,判断转子开始转动时对应的正交轴电流值的绝对值与负交轴电流值的绝对值的差值是否小于差值阈值,如果是,则以候选转子初始位置作为转子初始位置,如果否,则执行步骤S05。
在本实施例中,通过判断转子开始转动时对应的正交轴电流值的绝对值与负交轴电流值的绝对值的差值,是否小于差值阈值来判断候选转子初始位置是否为准确的初始位置。其中,差值越小,则表明候选转子初始位置越准确。差值阈值可以是根据实验、仿真等方式确定。优选地,差值阈值可以为小于等于额定电流的0.5%以内的任何值,如0.1%、0.15%、0.2%、0.3%、0.35%、0.4%、0.45%等。
具体地,比较iq+与iq-的绝对值大小,即err=|iq+|-|iq-|,若iq+与iq-的绝对值偏差在允许范围内,即|err|<err_min,则认为对应的转子初始位置准确,如果否,则表明转子初始位置需要调整。
步骤S05,判断差值是否为正,如果是,则将候选转子初始位置更新为:候选转子初始位置与预设修正步长之和,然后执行步骤S02,如果否,则将候选转子初始位置更新为:候选转子初始位置与预设修正步长之差,然后执行步骤S02。
在本实施例中,若err大于0,说明磁链位置角theta滞后,令pos_init=pos_init-pos_delta;否则,说明磁链位置角theta超前,令pos_init=pos_init+pos_delta,pos_delta为每次调整的位置步长,pos_delta越小越准确,可取pos_delta=0.1*0.02*pos0。再转入执行步骤S02,进行循环调整,直至转子开始转动时对应的正交轴电流值的绝对值与负交轴电流值的绝对值的差值,小于差值阈值。
本发明提供的一种调整内置式永磁同步电机转子初始位置的方法及系统,由于在现有技术获取转子初始位置之后,通过分别给电机施加正交轴电流和负交轴电流,获取转子开始正转和反转的最小启动电流,根据正转和反转的最小启动电流的差值是否小于差值阈值来判断转子初始位置是否精确,如果不精确则根据预设修正步长进行调整,直至转子开始转动时对应的正交轴电流值的绝对值与负交轴电流值的绝对值的差值小于差值阈值,有效解决了现有技术调整内置式永磁同步电机的转子初始位置的精度无法满足实际需求的问题。
如图4所示,为根据本发明实施例提供的调整内置式永磁同步电机转子初始位置的方法的第二种流程图。在本实施例中,所述方法还包括:
步骤S46,在向内置式永磁同步电机供电之后,检测转子的转速。
具体地,可以采用转速传感器等现有技术进行检测。
步骤S47,当转子的转速≥设定转速阈值时,停止向内置式永磁同步电机供电。
在本实施例中,设定转速阈值可以是根据经验、实验获取或仿真等手段获取,在此不做限定。优选地,采用100rpm。
本发明提供的调整内置式永磁同步电机转子初始位置的方法及系统,在向内置式永磁同步电机供电之后,检测转子的转速;当转子的转速≥设定转速阈值时,停止向内置式永磁同步电机供电。这样可以起到对实验人员和待调整电机的保护作用:电机处于空载状态,施加电流后的转速提升很快,容易导致实验人员受伤或电机受损。
当然,所述方法还可以包括:在以候选转子初始位置作为转子初始位置之后,存储所述转子初始位置。具体地,如果确定转子初始位置为pos_init,将pos_init作为最终矢量控制的转子初始位置,然后存入外部存储器,以便在下一次上电后进行精确控制。
相应地,本发明还提供了与上述方法对应的调整内置式永磁同步电机转子初始位置的系统,如图5所示,为根据本发明实施例提供的调整内置式永磁同步电机转子初始位置的系统的第一种结构示意图,包括:
分别与待调整内置式永磁同步电机相连的旋转变压器、逆变桥单元、和坐标变换单元,逆变桥单元还分别与坐标变换单元、和占空比计算单元相连,旋转变压器的另一端和磁链位置角计算单元相连,坐标变换单元还分别与磁链位置角计算单元、反park变换单元、交轴电流控制器、和直轴电流控制器相连,反park变换单元还分别与磁链位置角计算单元、占空比计算单元、交轴电流控制器、和直轴电流控制器相连,交轴电流控制器的另一端与交轴电流给定单元相连,交轴电流给定单元的另一端与正负电流判断单元相连,正负电流判断单元的另一端与初始位置调整单元相连,初始位置调整单元的另一端与磁链位置角计算单元相连。
坐标变换单元用于将内置式永磁同步电机在三相坐标系下的三相电流转换成旋转坐标系下的两相电流,并分别作为直轴电流控制器的反馈电流id_fdb、和交轴电流控制器的反馈电流iq_fdb。
交轴电流给定单元用于向交轴电流控制器输出预设的正交轴电流、或负交轴电流iq*。
交轴电流控制器用于根据接收的预设的交轴电流iq*、和反馈电流iq_fdb得到参考电压矢量uq*。
直轴电流控制器用于根据接收的预设的直轴电流id*、和反馈电流id_fdb得到参考电压矢量ud*。
反park变换单元和占空比计算单元用于根据接收的参考电压矢量、和磁链位置角Theta得到逆变桥单元的各功率器件的占空比,控制逆变桥单元的通断以控制内置式永磁同步电机转子的正向旋转或反向旋转。
磁链位置角计算单元用于在调整转子初始位置开始时设定磁链位置角Theta为零,以及在调整过程中根据转子初始位置pos_init及当前转子位置pos_new获取磁链位置角Theta,并向坐标变换单元、和反park变换单元发送磁链位置角Theta。
旋转变压器用于将内置式永磁同步电机停止转动后的转子位置作为候选转子初始位置pos_init,以及实时获取当前转子位置pos_new。
正负电流判断单元用于判断转子开始转动时对应的正交轴电流值的绝对值与负交轴电流值的绝对值的差值err,是否小于差值阈值,如果是,则控制初始位置调整单元以候选转子初始位置pos_init作为转子初始位置,如果否,则正负电流判断单元判断差值是否为正,如果是,则控制初始位置调整单元将候选转子初始位置更新为:候选转子初始位置与预设修正步长之和,如果否,则控制初始位置调整单元将候选转子初始位置更新为:候选转子初始位置与预设修正步长之差。
需要说明的是,其中的各种阈值可以同方法中记载的内容,在此不再详述。
优选地,所述交轴电流给定单元具体用于按照第一设定周期以预设第一步长,逐步增加输出的正交轴电流iq+。
所述正负电流判断单元具体用于当转子开始正向转动时,获取施加的正交轴电流值iq+。
所述交轴电流给定单元具体用于按照第二设定周期以预设第二步长,逐步增加输出的负交轴电流iq-。
所述正负电流判断单元具体用于当转子开始反向转动时,获取施加的负交轴电流值。
这样可以有效提高获取的正交轴电流值、和负交轴电流值的精确度。
进一步地,如图6所示,为根据本发明实施例提供的调整内置式永磁同步电机转子初始位置的系统的第二种结构示意图,所述系统还包括:
转速传感器,用于采集内置式永磁同步电机转子的转速。
所述交轴电流给定单元具体用于当转子的转速≥设定转速阈值时,停止供电。
所述直轴电流控制器具体用于当转子的转速≥设定转速阈值时,停止供电。这样可以有效对实验人员和设备进行保护。
当然,如图7所示,为根据本发明实施例提供的调整内置式永磁同步电机转子初始位置的系统的第三种结构示意图,所述系统还可以包括:
与初始位置调整单元相连的存储器,用于在以候选转子初始位置作为转子初始位置之后,存储所述转子初始位置。以便在下一次上电后对内置式永磁同步电机进行精确控制。
本发实施例明提供的调整内置式永磁同步电机转子初始位置的系统,由于在现有技术获取转子初始位置之后,通过分别给电机施加正交轴电流和负交轴电流,获取转子开始正转和反转的最小启动电流,根据正转和反转的最小启动电流的差值是否小于差值阈值来判断转子初始位置是否精确,如果不精确则根据预设修正步长进行调整,直至转子开始转动时对应的正交轴电流值的绝对值与负交轴电流值的绝对值的差值小于差值阈值,有效解决了现有技术调整内置式永磁同步电机的转子初始位置的精度无法满足实际需求的问题。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。尤其,对于系统实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述得比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下,即可以理解并实施。
以上对本发明实施例进行了详细介绍,本文中应用了具体实施方式对本发明进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及系统;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种调整内置式永磁同步电机转子初始位置的方法,其特征在于,包括:
步骤S01,设定磁链位置角为零,并向内置式永磁同步电机施加预设的直轴电流,将内置式永磁同步电机停止转动后的转子位置作为候选转子初始位置;
步骤S02,根据候选转子初始位置及实时获取的当前转子位置计算磁链位置角;
步骤S03,更新磁链位置角,并向内置式永磁同步电机施加正交轴电流使得转子正向转动,得到转子开始转动时对应的正交轴电流值,以及向内置式永磁同步电机施加负交轴电流使得转子反向转动,得到转子开始转动时对应的负交轴电流值;
步骤S04,判断转子开始转动时对应的正交轴电流值的绝对值与负交轴电流值的绝对值的差值是否小于差值阈值,如果是,则以候选转子初始位置作为转子初始位置,如果否,则执行步骤S05;
步骤S05,判断差值是否为正,如果是,则将候选转子初始位置更新为候选转子初始位置与预设修正步长之和,然后执行步骤S02,如果否,则将候选转子初始位置更新为候选转子初始位置与预设修正步长之差,然后执行步骤S02。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述向内置式永磁同步电机施加正交轴电流使得转子正向转动,得到转子开始转动时对应的正交轴电流值包括:
按照第一设定周期以预设第一步长,逐步增加向内置式永磁同步电机施加的正交轴电流;
当转子开始正向转动时,获取施加的正交轴电流值。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述向内置式永磁同步电机施加负交轴电流使得转子反向转动,得到转子开始转动时对应的负交轴电流值包括:
按照第二设定周期以预设第二步长,逐步增加向内置式永磁同步电机施加的负交轴电流;
当转子开始反向转动时,获取施加的负交轴电流值。
4.根据权利要求2或3所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
在向内置式永磁同步电机供电之后,检测转子的转速;
当转子的转速≥设定转速阈值时,停止向内置式永磁同步电机供电。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
在以候选转子初始位置作为转子初始位置之后,存储所述转子初始位置。
6.一种调整内置式永磁同步电机转子初始位置的系统,其特征在于,包括:
分别与待调整内置式永磁同步电机相连的旋转变压器、逆变桥单元、和坐标变换单元,逆变桥单元还分别与坐标变换单元、和占空比计算单元相连,旋转变压器的另一端和磁链位置角计算单元相连,坐标变换单元还分别与磁链位置角计算单元、反park变换单元、交轴电流控制器、和直轴电流控制器相连,反park变换单元还分别与磁链位置角计算单元、占空比计算单元、交轴电流控制器、和直轴电流控制器相连,交轴电流控制器的另一端与交轴电流给定单元相连,交轴电流给定单元的另一端与正负电流判断单元相连,正负电流判断单元的另一端与初始位置调整单元相连,初始位置调整单元的另一端与磁链位置角计算单元相连;
坐标变换单元用于将内置式永磁同步电机在三相坐标系下的三相电流转换成旋转坐标系下的两相电流,并分别作为直轴电流控制器的反馈电流、和交轴电流控制器的反馈电流;
交轴电流给定单元用于向交轴电流控制器输出预设的正交轴电流、或负交轴电流;
交轴电流控制器用于根据接收的预设的交轴电流、和反馈电流得到参考电压矢量;
直轴电流控制器用于根据接收的预设的直轴电流、和反馈电流得到参考电压矢量;
反park变换单元和占空比计算单元用于根据接收的参考电压矢量、和磁链位置角得到逆变桥单元的各功率器件的占空比,控制逆变桥单元的通断以控制内置式永磁同步电机转子的正向旋转或反向旋转;
磁链位置角计算单元用于在调整转子初始位置开始时设定磁链位置角为零,以及在调整过程中根据转子初始位置及当前转子位置获取磁链位置角,并向坐标变换单元、和反park变换单元发送磁链位置角;
旋转变压器用于将内置式永磁同步电机停止转动后的转子位置作为候选转子初始位置,以及实时获取当前转子位置;
正负电流判断单元用于判断转子开始转动时对应的正交轴电流值的绝对值与负交轴电流值的绝对值的差值是否小于差值阈值,如果是,则控制初始位置调整单元以候选转子初始位置作为转子初始位置,如果否,则正负电流判断单元判断差值是否为正,如果是,则控制初始位置调整单元将候选转子初始位置更新为候选转子初始位置与预设修正步长之和,如果否,则控制初始位置调整单元将候选转子初始位置更新为候选转子初始位置与预设修正步长之差。
7.根据权利要求6所述的系统,其特征在于,所述交轴电流给定单元具体用于按照第一设定周期以预设第一步长,逐步增加输出的正交轴电流;
所述正负电流判断单元具体用于当转子开始正向转动时,获取施加的正交轴电流值。
8.根据权利要求6所述的系统,其特征在于,所述交轴电流给定单元具体用于按照第二设定周期以预设第二步长,逐步增加输出的负交轴电流;
所述正负电流判断单元具体用于当转子开始反向转动时,获取施加的负交轴电流值。
9.根据权利要求7或8所述的系统,其特征在于,所述系统还包括:
转速传感器,用于采集内置式永磁同步电机转子的转速;
所述交轴电流给定单元具体用于当转子的转速≥设定转速阈值时,停止供电;
所述直轴电流控制器具体用于当转子的转速≥设定转速阈值时,停止供电。
10.根据权利要求6所述的系统,其特征在于,所述系统还包括:
与初始位置调整单元相连的存储器,用于在以候选转子初始位置作为转子初始位置之后,存储所述转子初始位置。
CN201611206350.9A 2016-12-23 2016-12-23 一种调整内置式永磁同步电机转子初始位置的系统 Expired - Fee Related CN106787990B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611206350.9A CN106787990B (zh) 2016-12-23 2016-12-23 一种调整内置式永磁同步电机转子初始位置的系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611206350.9A CN106787990B (zh) 2016-12-23 2016-12-23 一种调整内置式永磁同步电机转子初始位置的系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106787990A true CN106787990A (zh) 2017-05-31
CN106787990B CN106787990B (zh) 2019-03-26

Family

ID=58919800

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611206350.9A Expired - Fee Related CN106787990B (zh) 2016-12-23 2016-12-23 一种调整内置式永磁同步电机转子初始位置的系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106787990B (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107508522A (zh) * 2017-08-29 2017-12-22 合肥巨动力系统有限公司 一种永磁同步电机转子初始位置测量方法
CN107883990A (zh) * 2017-10-11 2018-04-06 广州汽车集团股份有限公司 电动汽车用永磁同步电机旋转变压器零位标定方法及系统
CN108288935A (zh) * 2018-02-11 2018-07-17 安徽江淮汽车集团股份有限公司 一种永磁同步电机电感参数获取方法及系统
CN109150020A (zh) * 2018-08-02 2019-01-04 顺丰科技有限公司 无人机电机电流闭环拖动方法、装置、设备及存储介质
CN110784132A (zh) * 2018-07-27 2020-02-11 比亚迪股份有限公司 电机零位的确定方法和装置
CN112087176A (zh) * 2020-09-01 2020-12-15 深圳熙斯特新能源技术有限公司 一种电机转子参考零位偏差校正方法及系统
CN112311288A (zh) * 2019-07-26 2021-02-02 浙江吉智新能源汽车科技有限公司 一种电机位置传感器的校验方法、装置、设备及存储介质

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101369796A (zh) * 2007-08-17 2009-02-18 深圳市汇川技术股份有限公司 检测永磁同步电机转子磁极初始位置的方法和系统
CN101714844A (zh) * 2009-11-10 2010-05-26 哈尔滨工业大学 一种内置式永磁同步电机转子磁极初始位置检测方法
CN102739137A (zh) * 2011-04-01 2012-10-17 发那科株式会社 检测同步电动机磁极位置的检测装置和具有它的控制装置
CN102938628A (zh) * 2011-09-06 2013-02-20 北京理工大学 一种永磁同步电机转子初始位置定位的方法
US20130272899A1 (en) * 2012-04-17 2013-10-17 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Drive System For Synchronous Electrical Motor
CN103944474A (zh) * 2013-12-23 2014-07-23 上海大郡动力控制技术有限公司 快速求解永磁同步电机转子初始角位置的算法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101369796A (zh) * 2007-08-17 2009-02-18 深圳市汇川技术股份有限公司 检测永磁同步电机转子磁极初始位置的方法和系统
CN101714844A (zh) * 2009-11-10 2010-05-26 哈尔滨工业大学 一种内置式永磁同步电机转子磁极初始位置检测方法
CN102739137A (zh) * 2011-04-01 2012-10-17 发那科株式会社 检测同步电动机磁极位置的检测装置和具有它的控制装置
CN102938628A (zh) * 2011-09-06 2013-02-20 北京理工大学 一种永磁同步电机转子初始位置定位的方法
US20130272899A1 (en) * 2012-04-17 2013-10-17 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Drive System For Synchronous Electrical Motor
CN103944474A (zh) * 2013-12-23 2014-07-23 上海大郡动力控制技术有限公司 快速求解永磁同步电机转子初始角位置的算法

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107508522A (zh) * 2017-08-29 2017-12-22 合肥巨动力系统有限公司 一种永磁同步电机转子初始位置测量方法
CN107883990A (zh) * 2017-10-11 2018-04-06 广州汽车集团股份有限公司 电动汽车用永磁同步电机旋转变压器零位标定方法及系统
CN108288935A (zh) * 2018-02-11 2018-07-17 安徽江淮汽车集团股份有限公司 一种永磁同步电机电感参数获取方法及系统
CN108288935B (zh) * 2018-02-11 2019-10-01 安徽江淮汽车集团股份有限公司 一种永磁同步电机电感参数获取方法及系统
CN110784132A (zh) * 2018-07-27 2020-02-11 比亚迪股份有限公司 电机零位的确定方法和装置
CN110784132B (zh) * 2018-07-27 2021-07-20 比亚迪股份有限公司 电机零位的确定方法和装置
CN109150020A (zh) * 2018-08-02 2019-01-04 顺丰科技有限公司 无人机电机电流闭环拖动方法、装置、设备及存储介质
CN112311288A (zh) * 2019-07-26 2021-02-02 浙江吉智新能源汽车科技有限公司 一种电机位置传感器的校验方法、装置、设备及存储介质
CN112311288B (zh) * 2019-07-26 2022-11-22 浙江吉智新能源汽车科技有限公司 一种电机位置传感器校验方法、装置、设备及存储介质
CN112087176A (zh) * 2020-09-01 2020-12-15 深圳熙斯特新能源技术有限公司 一种电机转子参考零位偏差校正方法及系统
CN112087176B (zh) * 2020-09-01 2023-03-10 深圳熙斯特新能源技术有限公司 一种电机转子参考零位偏差校正方法及系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN106787990B (zh) 2019-03-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106787990B (zh) 一种调整内置式永磁同步电机转子初始位置的系统
CN105529967B (zh) 一种风机启动状态检测及启动控制方法
US7977963B2 (en) Methods, systems and apparatus for detecting abnormal operation of an inverter sub-module
US7486043B2 (en) Controller for motor
EP3557755B1 (en) Method for testing initial position angle of electric motor rotor
US7583048B2 (en) Controller for motor
US20120268050A1 (en) Method and Apparatus for Estimating Rotor Position in a Sensorless Synchronous Motor
JP6111324B2 (ja) モータビークルの電気機械の回転子及び固定子の間の角度オフセットを決定するための方法
CN108418480A (zh) 一种无传感永磁同步电机的启动方法
US7538510B2 (en) Controller for motor
JP2007259550A (ja) 電動機の制御装置
CN103944474B (zh) 快速求解永磁同步电机转子初始角位置的方法
CN102439839A (zh) 电动机控制装置
US8754603B2 (en) Methods, systems and apparatus for reducing power loss in an electric motor drive system
WO2009103662A1 (en) Sensorless control of salient-pole machines
CN108290504A (zh) 检测电动马达系统中的位置测量误差
JP6637185B2 (ja) インバータ制御装置およびドライブシステム
CN104079215A (zh) 车用永磁同步电机转子初始位置的精确检测与调整方法
CN104767445B (zh) 一种无电流反馈的面贴式永磁同步电动机转矩控制方法
CN108809185B (zh) 一种电动汽车的电机扭矩控制的方法及系统
CN106059435B (zh) 一种提高永磁同步电机转子位置估计精度的方法
CN103166559A (zh) 控制装置
CN107918099A (zh) 诊断永磁电动机的磁化故障的方法
JP4211133B2 (ja) 永久磁石式同期電動機のセンサレス制御システム
CN109981014B (zh) 一种混合动力汽车电机的旋变零位自学习方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20190326