CN107370424A - 一种基于下桥臂三电阻采样的转子初始位置判断方法 - Google Patents

一种基于下桥臂三电阻采样的转子初始位置判断方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107370424A
CN107370424A CN201710417566.8A CN201710417566A CN107370424A CN 107370424 A CN107370424 A CN 107370424A CN 201710417566 A CN201710417566 A CN 201710417566A CN 107370424 A CN107370424 A CN 107370424A
Authority
CN
China
Prior art keywords
bridge arm
initial position
rotor
current
determination methods
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
CN201710417566.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107370424B (zh
Inventor
张耿
骆敏舟
扶文树
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.)
Institute of Intelligent Manufacturing Technology JITRI
Original Assignee
Institute of Intelligent Manufacturing Technology JITRI
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 Institute of Intelligent Manufacturing Technology JITRI filed Critical Institute of Intelligent Manufacturing Technology JITRI
Priority to CN201710417566.8A priority Critical patent/CN107370424B/zh
Publication of CN107370424A publication Critical patent/CN107370424A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107370424B publication Critical patent/CN107370424B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14—Electronic commutators
    • H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
    • H02P6/18—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements
    • H02P6/183—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements using an injected high frequency signal

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于下桥臂三电阻采样的转子初始位置判断方法，属于转子初始位置检测技术领域，包括如下步骤：上电；A相通入低压高频电压UA；通过下桥臂三电阻电流采样法采集A相电流值IA，滤波；关闭A相电流，通入低压高频电压；B相通入低压高频电压UB；通过下桥臂三电阻电流采样法采集B相电流值IB，滤波；确定两相电流IA和IB交点位置；查询标定表，得到对应的转子初始位置角。本发明能实现转子初始预定位，负载机械初始位置不会变化，也不会引起大电流，对采样电路干扰小，通过对两相电流的处理得到转子的初始位置，解决了绕组电感难计算的问题，采用下桥臂三电阻采样方法，用采样电阻取代霍尔传感器采集电流，成本低。

Description

一种基于下桥臂三电阻采样的转子初始位置判断方法
技术领域
本发明涉及一种转子初始位置判断方法，特别是涉及一种基于下桥臂三电阻采样的转子初始位置判断方法，属于转子初始位置检测技术领域。
背景技术
永磁同步电机启动时，为了保证转矩最大，必须对转子的初始位置进行判断，最常用的方法是在转子轴上安装机械传感器如编码器、解算器等，但是这些传感器增加了系统的成本，而且其应用受到诸如温度、湿度和震动等条件的限制，使电机不能广泛适用于各种场合，为了克服使用传感器给系统带来的缺憾，很多学者开展了无传感器永磁同步电机转子初始位置检测的研究。
目前，永磁同步电机转子初始位置的检测方法主要有这几种：一是通过施加方向恒定的电压使转子定位在指定位置处，在电机重载时需要施加较长时间的方向恒定的电压矢量，这种长时间施加电压容易引起大电流，危害电机本身安全，还会引起负载机械初始位置变化，在实际应用中收到限制；二是通过给电机施加幅值相同，方向不同的一系列脉冲电压，检测并比较定子电流变化率来估计转子位置，该方法对电流采样检测硬件电路的精度要求较高，且开关动作较多，易对采样电路造成干扰，容易出现初始位置检测错误。
发明内容
本发明的主要目的是为了提供一种基于下桥臂三电阻采样的转子初始位置判断方法，对电感、相电流和位置角度之间的对应关系进行预标定，通过采集相电流，在线查询标定表，实现静止时的转子初始预定位。
本发明的目的可以通过采用如下技术方案达到：
一种基于下桥臂三电阻采样的转子初始位置判断方法，通过6个IGBT的开关，斩出所需的波形，通过下桥臂三电阻电流采样法采集真实相电流；所述转子初始位置判断方法包括如下步骤：
步骤1：上电；
步骤2：A相通入低压高频电压UA；
步骤3：通过下桥臂三电阻电流采样法采集A相电流值IA，滤波；
步骤4：关闭A相电流，通入低压高频电压；
步骤5：B相通入低压高频电压UB；
步骤6：通过下桥臂三电阻电流采样法采集B相电流值IB，滤波；
步骤7：确定两相电流IA和IB交点位置；
步骤8：查询标定表，得到对应的转子初始位置角。
进一步，所述步骤2中，A相通入低压高频电压UA＝Ucos2πft。
进一步，所述步骤3中，保持1s，通过下桥臂三电阻电流采样法采集A相电流值IA，滤波。
进一步，所述步骤4中，关闭A相电流，通入零电压，保持0.5s。
进一步，所述步骤5中，B相通入低压高频电压UB＝Ucos(2πft-120°)。
进一步，所述步骤6中，保持1s，通过下桥臂三电阻电流采样法采集B相电流值IB，滤波。
进一步，所述步骤3和所述步骤6中的下桥臂三电阻电流采样法包括如下步骤：
步骤11：进入主中断；
步骤12：计算采样时间，使能定时器T0中断；
步骤13：计算扇区，判断导通的桥臂；
步骤14：使能ADC中断，采集两相真实电流；
步骤15：利用基尔霍夫定律，求出第三相电流；
步骤16：输出A相电流IA和B相电流IB。
进一步，所述步骤11中，进入主中断之前，等待100us。
本发明的有益技术效果：
1、按照本发明的基于下桥臂三电阻采样的转子初始位置判断方法，本发明提供的基于下桥臂三电阻采样的转子初始位置判断方法，可以实现静止时的转子初始预定位，负载机械初始位置不会变化，也不会引起大电流。
2、按照本发明的基于下桥臂三电阻采样的转子初始位置判断方法，本发明提供的基于下桥臂三电阻采样的转子初始位置判断方法，对电流采样检测硬件电路的精度要求不高，对采样电路干扰小。
3、按照本发明的基于下桥臂三电阻采样的转子初始位置判断方法，本发明提供的基于下桥臂三电阻采样的转子初始位置判断方法，通过对两相电流的处理得到转子的初始位置，解决了绕组电感难计算的问题。
4、按照本发明的基于下桥臂三电阻采样的转子初始位置判断方法，本发明提供的基于下桥臂三电阻采样的转子初始位置判断方法，采用下桥臂三电阻采样方法，用采样电阻取代霍尔传感器采集电流，成本低。
附图说明
图1为按照本发明的基于下桥臂三电阻采样的转子初始位置判断方法的一优选实施例的三相逆变器原理图；
图2为按照本发明的基于下桥臂三电阻采样的转子初始位置判断方法的一优选实施例的转子位置角与绕组电感的关系图，该实施例可以是与图1相同的实施例，也可以是与图1不同的实施例；
图3为按照本发明的基于下桥臂三电阻采样的转子初始位置判断方法的一优选实施例的在同一转子位置的相电流与绕组电感的关系图，该实施例可以是与图1或图2相同的实施例，也可以是与图1或图2不同的实施例；
图4为按照本发明的基于下桥臂三电阻采样的转子初始位置判断方法的一优选实施例的另一在同一转子位置的相电流与电流峰值的关系图，该实施例可以是与图1或图2或图3相同的实施例，也可以是与图1或图2或图3不同的实施例；
图5为按照本发明的基于下桥臂三电阻采样的转子初始位置判断方法的一优选实施例的检测转子初始位置的流程图，该实施例可以是与图1或图2或图3或图4相同的实施例，也可以是与图1或图2或图3或图4不同的实施例；
图6为按照本发明的基于下桥臂三电阻采样的转子初始位置判断方法的一优选实施例的下桥臂三电阻采样的流程图，该实施例可以是与图1或图2或图3或图4或图5相同的实施例，也可以是与图1或图2或图3或图4或图5不同的实施例。
具体实施方式
为使本领域技术人员更加清楚和明确本发明的技术方案，下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1：
图1为三相逆变器原理图，通过6个IGBT的开关，斩出所需的波形，R1、R2和R3为处于下桥臂采样电阻，采集真实相电流；图2为转子位置角与绕组电感的关系图，不同位置的绕组电感周期性变化，两相绕组的电感值的交点可唯一确定转子的位置；图3和图4为在同一转子位置的相电流与绕组电感的关系图，测试相电流和测试绕组电感的反比关系，通过两相电流的交点可唯一确定转子的位置；图5为检测转子初始位置的流程图；图6为下桥臂三电阻采样的流程图。
本实施例提供的一种基于下桥臂三电阻采样的转子初始位置判断方法，其特征在于，通过6个IGBT的开关，斩出所需的波形，通过下桥臂三电阻电流采样法采集真实相电流；所述转子初始位置判断方法包括如下步骤：
步骤1：上电；
步骤2：A相通入低压高频电压UA＝Ucos2πft；
步骤3：保持1s，通过下桥臂三电阻电流采样法采集A相电流值IA，滤波；
步骤4：关闭A相电流，通入零电压，保持0.5s；
步骤5：B相通入低压高频电压UB＝Ucos(2πft-120°)；
步骤6：保持1s，通过下桥臂三电阻电流采样法采集B相电流值IB，滤波；
步骤7：确定两相电流IA和IB交点位置；
步骤8：查询标定表，得到对应的转子初始位置角。
进一步的，在本实施例中，所述步骤3和所述步骤6中的下桥臂三电阻电流采样法包括如下步骤：
步骤11：100us等待，进入主中断；
步骤12：计算采样时间，使能定时器T0中断；
步骤13：计算扇区，判断导通的桥臂；
步骤14：使能ADC中断，采集两相真实电流；
步骤15：利用基尔霍夫定律，求出第三相电流；
步骤16：输出A相电流IA和B相电流IB。
表1为本实施例两相电流交点与转子位置的预标定表，通过对电机预标定，确定两相电流交点与转子位置的对应关系，在程序中作为每次位置检测的判断依据。
表1两相电流交点与转子位置的预标定表
A相电流 B相电流 转子位置
IA1 IB1 0°
IA2 IB2 5°
IA3 IB3 10°
…… …… ……
IA72 IB72 355°
综上所述，在本实施例中，按照本实施例的基于下桥臂三电阻采样的转子初始位置判断方法，本实施例提供的基于下桥臂三电阻采样的转子初始位置判断方法，可以实现静止时的转子初始预定位，负载机械初始位置不会变化，也不会引起大电流，对电流采样检测硬件电路的精度要求不高，对采样电路干扰小，通过对两相电流的处理得到转子的初始位置，解决了绕组电感难计算的问题，采用下桥臂三电阻采样方法，用采样电阻取代霍尔传感器采集电流，成本低。
以上所述，仅为本发明进一步的实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明所公开的范围内，根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于下桥臂三电阻采样的转子初始位置判断方法，其特征在于，通过6个IGBT的开关，斩出所需的波形，通过下桥臂三电阻电流采样法采集真实相电流；所述转子初始位置判断方法包括如下步骤：
步骤1：上电；
步骤2：A相通入低压高频电压UA；
步骤3：通过下桥臂三电阻电流采样法采集A相电流值IA，滤波；
步骤4：关闭A相电流，通入低压高频电压；
步骤5：B相通入低压高频电压UB；
步骤6：通过下桥臂三电阻电流采样法采集B相电流值IB，滤波；
步骤7：确定两相电流IA和IB交点位置；
步骤8：查询标定表，得到对应的转子初始位置角。
2.根据权利要求1所述的一种基于下桥臂三电阻采样的转子初始位置判断方法，其特征在于，所述步骤2中，A相通入低压高频电压UA＝Ucos2πft。
3.根据权利要求1所述的一种基于下桥臂三电阻采样的转子初始位置判断方法，其特征在于，所述步骤3中，保持1s，通过下桥臂三电阻电流采样法采集A相电流值IA，滤波。
4.根据权利要求1所述的一种基于下桥臂三电阻采样的转子初始位置判断方法，其特征在于，所述步骤4中，关闭A相电流，通入零电压，保持0.5s。
5.根据权利要求4所述的一种基于下桥臂三电阻采样的转子初始位置判断方法，其特征在于，所述步骤5中，B相通入低压高频电压UB＝Ucos(2πft-120°)。
6.根据权利要求1所述的一种基于下桥臂三电阻采样的转子初始位置判断方法，其特征在于，所述步骤6中，保持1s，通过下桥臂三电阻电流采样法采集B相电流值IB，滤波。
7.根据权利要求1所述的一种基于下桥臂三电阻采样的转子初始位置判断方法，其特征在于，所述步骤3和所述步骤6中的下桥臂三电阻电流采样法包括如下步骤：
步骤11：进入主中断；
步骤12：计算采样时间，使能定时器T0中断；
步骤13：计算扇区，判断导通的桥臂；
步骤14：使能ADC中断，采集两相真实电流；
步骤15：利用基尔霍夫定律，求出第三相电流；
步骤16：输出A相电流IA和B相电流IB。
8.根据权利要求7所述的一种基于下桥臂三电阻采样的转子初始位置判断方法，其特征在于，所述步骤11中，进入主中断之前，等待100us。
CN201710417566.8A 2017-06-05 2017-06-05 一种基于下桥臂三电阻采样的转子初始位置判断方法 Active CN107370424B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710417566.8A CN107370424B (zh) 2017-06-05 2017-06-05 一种基于下桥臂三电阻采样的转子初始位置判断方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710417566.8A CN107370424B (zh) 2017-06-05 2017-06-05 一种基于下桥臂三电阻采样的转子初始位置判断方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107370424A true CN107370424A (zh) 2017-11-21
CN107370424B CN107370424B (zh) 2020-02-14

Family

ID=60304938

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710417566.8A Active CN107370424B (zh) 2017-06-05 2017-06-05 一种基于下桥臂三电阻采样的转子初始位置判断方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107370424B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108400730A (zh) * 2018-04-25 2018-08-14 东北大学 一种方波电机控制系统及采用其的方波电机
CN112290840A (zh) * 2020-11-04 2021-01-29 无锡同方聚能控制科技有限公司 一种直流无刷电机的转子初始位置检测系统
CN113872485A (zh) * 2021-09-27 2021-12-31 佛山市顺德区美的电子科技有限公司 电机的控制方法、装置、设备、系统和存储介质

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102780373A (zh) * 2012-07-06 2012-11-14 天津大学 一种转子位置特征显著的永磁电机
CN102780430A (zh) * 2012-07-06 2012-11-14 天津大学 无刷直流电机的高频检测脉冲注入方法
CN103078586A (zh) * 2012-12-25 2013-05-01 南京航空航天大学 一种基于电感法的三相电励磁双凸极电机起动升速无位置技术
CN103731083A (zh) * 2014-01-03 2014-04-16 东南大学 风力发电系统的转子初始位置检测方法
CN103780192A (zh) * 2014-02-25 2014-05-07 东南大学 电力机器人转子初始位置检测方法
US20140327379A1 (en) * 2013-05-03 2014-11-06 Texas Instruments Incorporated Position sensorless drive system and method for permanent magnet motors

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102780373A (zh) * 2012-07-06 2012-11-14 天津大学 一种转子位置特征显著的永磁电机
CN102780430A (zh) * 2012-07-06 2012-11-14 天津大学 无刷直流电机的高频检测脉冲注入方法
CN103078586A (zh) * 2012-12-25 2013-05-01 南京航空航天大学 一种基于电感法的三相电励磁双凸极电机起动升速无位置技术
US20140327379A1 (en) * 2013-05-03 2014-11-06 Texas Instruments Incorporated Position sensorless drive system and method for permanent magnet motors
CN103731083A (zh) * 2014-01-03 2014-04-16 东南大学 风力发电系统的转子初始位置检测方法
CN103780192A (zh) * 2014-02-25 2014-05-07 东南大学 电力机器人转子初始位置检测方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
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 (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108400730A (zh) * 2018-04-25 2018-08-14 东北大学 一种方波电机控制系统及采用其的方波电机
CN112290840A (zh) * 2020-11-04 2021-01-29 无锡同方聚能控制科技有限公司 一种直流无刷电机的转子初始位置检测系统
CN113872485A (zh) * 2021-09-27 2021-12-31 佛山市顺德区美的电子科技有限公司 电机的控制方法、装置、设备、系统和存储介质
CN113872485B (zh) * 2021-09-27 2024-06-14 佛山市顺德区美的电子科技有限公司 电机的控制方法、装置、设备、系统和存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
CN107370424B (zh) 2020-02-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107370424A (zh) 一种基于下桥臂三电阻采样的转子初始位置判断方法
CN103036499B (zh) 一种永磁电动机转子位置的检测方法
CN104836502A (zh) 一种交流伺服电机系统及其绕组三相电流的重构方法
CN105305915A (zh) 位置估计设备、电机驱动控制设备和位置估计方法
CN102236074B (zh) 用于辨识感应电机的参数的装置和方法
CN106291058A (zh) 一种电机的反电动势测量装置及方法
CN106769041B (zh) 一种变转速工况下的永磁同步电机轴承在线故障诊断装置及方法
CN111193448B (zh) 基于扩展卡尔曼滤波器的永磁同步电机负载转矩观测方法
EP3131197B1 (en) Induction motor long start protection
CN107765177B (zh) 永磁同步电机的运行状态检测方法和装置
EP3261245B1 (en) Method and electronic circuit for stall detection
CN103078572A (zh) 一种永磁同步电机高精度转子位置估计方法
CN109560728A (zh) 一种表贴式永磁同步电机无位置传感器转速估计切换方法
CN104007358B (zh) 电动汽车永磁同步电机驱动系统短路故障诊断方法及系统
CN110601610B (zh) 识别永磁同步电机与旋转变压器零位偏差的方法和装置
CN103051276A (zh) 一种永磁同步电机转子初始位置辨识方法
CN103337995B (zh) 基于数据融合技术的直流无刷电机反电势过零检测装置和方法
CN106160616B (zh) 一种电机定子电阻在线辨识方法
CN108521246A (zh) 永磁同步电机单电流传感器电流预测控制的方法及装置
Lin et al. Experimental measurement of switched reluctance motor non-linear characteristics
RU2017110887A (ru) Способ и устройство для мониторинга электрической сети в рельсовом транспортном средстве, а также рельсовое транспортное средство
CN105450105B (zh) 一种反电动势常数检测方法及空调设备
JP2019537412A (ja) 同期リラクタンスモータの磁気特性を適合させる方法及び装置
CN110554313A (zh) 一种电流故障检测方法及装置
CN113419173B (zh) 一种电机下线检测方法和装置

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