CN107508522B - 一种永磁同步电机转子初始位置测量方法 - Google Patents

一种永磁同步电机转子初始位置测量方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种永磁同步电机转子初始位置测量方法，给电机d轴、q轴通入定值电流通过改变转子初始位置来改变电流实际角度即实际作用于电机的d轴、q轴电流大小进而控制电机的旋转状态，不同的是本提案通过改变转子初始位置让实际作用于电机的q轴电流不等于0即旋转的驱动力不等于0，利用旋转的驱动力与电机的转动阻力让电机进入一个动态的平衡状态，这样可以让转子初始位置角的判断更精准。本发明巧妙地利用了电机的转动阻力来帮助判断电机转子的初始位置，对于转子初始位置的测量精度有了很大的提高。

Description

一种永磁同步电机转子初始位置测量方法
技术领域
本发明属于永磁同步电机技术领域，特别涉及一种永磁同步电机转子初始位置测量方法。
背景技术
永磁同步电动机的模型是一个多变量、非线性、强耦合系统，为了实现转矩线性化控制，就必须要对转矩的控制参数实现解耦。转子磁场定向控制是一种常用的解耦控制方法，磁场定向控制要求转子磁场的位置必须是已知的。
产品开发试制阶段数量少可以采用台架标定的方式测量转子磁场的初始位置，批量生产阶段产品数量多，台架标定工作重复效率低。这就需要找到一种不用台架标定也能知道转子初始位置的方法来提高生产效率。
专利文献《一种电机转子初始位置自适应获取方法》(公开号：CN 106026827A)公开的获取电机转子初始位置的方法是让电机处于自由旋转状态，控制器给电机通入q轴电流等于0、d轴电流等于定值，通过改变转子初始位置来改变电流实际角度即实际作用于电机的d轴、q轴电流大小进而控制电机的旋转状态。本方案希望通过改变转子初始位置让实际作用于电机的q轴电流为0，这样电机在通入定值电流后因为q轴电流为0导致没有旋转的驱动力而保持静止状态。
上述现有技术的方法受限于电机自身的转动阻力，当实际作用于电机的q轴电流不等于0即旋转的驱动力不等于0但是此驱动力又不足以克服电机自身的转动阻力让电机旋转，系统也会认为当前使用的转子初始位置角有效，即这种方法会因为电机阻力的存在让转子初始位置角的判断存在误差。
发明内容
本发明目的是：提供一种永磁同步电机转子初始位置测量方法，克服现有技术受限于电机自身的转动阻力的问题，提高测量精度。
本发明的技术方案是：
一种永磁同步电机转子初始位置测量方法，包括步骤：
(1)电机控制器控制电机处于自由旋转状态；
(2)电机控制器对电机通以Iα＝0，Iβ＝I_β1让电机旋转并停止在固定位置；
(3)电机控制器对电机通以Iα＝I_α1，Iβ＝0让电机旋转并停止在新的固定位置；
(4)通过步骤(2)(3)得到转子初始位置的预估值RE1，电机控制器对电机通以Iα＝I_α2，Iβ＝I_β2让电机自由旋转；
(5)当电机转速MS维持在一个转速但小于目标转速的下限值SLL的时候，减小RE1让电机加速，直至MS大于SLL；如果MS超过了目标转速的上限值SUL就加大RE1，直至电机转速小于SUL，如此反复；
(6)当电机转速在SLL和SUL之间的时候计时器TC开始计时，TC超过时间阈值TL即认为RE1的当前值就是转子的初始位置值。
优选的，步骤(6)中，当电机转速低于SLL或高于SUL的时候将计时器TC清0，当电机转速在SLL和SUL之间的时候计时器TC重新开始计时。
优选的，在步骤(4)中，首先在RE1基础上加一个常量得到新的预估值，并以新的预估值作为转子的初始位置值RI；步骤(5)和(6)中使用RI代替RE1进行增减，直到TC超过时间阈值TL即认为RI的当前值就是转子的初始位置值。
本发明的优点是：
本发明所提供的永磁同步电机转子初始位置测量方法，也是给电机d轴、q轴通入定值电流通过改变转子初始位置来改变电流实际角度即实际作用于电机的d轴、q轴电流大小进而控制电机的旋转状态，不同的是本提案通过改变转子初始位置让实际作用于电机的q轴电流不等于0即旋转的驱动力不等于0，利用旋转的驱动力与电机的转动阻力让电机进入一个动态的平衡状态，这样可以让转子初始位置角的判断更精准。本发明巧妙地利用了电机的转动阻力来帮助判断电机转子的初始位置，对于转子初始位置的测量精度有了很大的提高。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明所述的永磁同步电机转子初始位置测量方法的流程图。
具体实施方式
本发明所揭示的永磁同步电机转子初始位置测量方法，通过给电机通入定值电流通过修改软件内部设置的转子初始位置角使得磁场的d轴、q轴分量能够维持电机在某个转速下定速旋转。当电机在某个转速下定速旋转，这个时候电机产生的反向电动势以及阻碍电机旋转的阻力都是固定的，如果给电机通入的电流是某个定值，那想要让电机维持这种状态所需要的电流角度即d轴、q轴分量也是固定的，产生这个电流角度使用的初始位置值即电机转子的初始位置角也就变得唯一。
如图1所示，本发明的永磁同步电机转子初始位置测量方法，包括步骤：
(1)电机控制器控制电机处于自由旋转状态；
(2)电机控制器对电机通以Iα＝0，Iβ＝I_β1让电机旋转并停止在固定位置；
(3)电机控制器对电机通以Iα＝I_α1，Iβ＝0让电机旋转并停止在新的固定位置；
(4)通过步骤(2)(3)得到转子初始位置的预估值RE1，在RE1基础上加一个常量得到新的预估值，并以新的预估值作为转子的初始位置值RI；这样做是为了让后面的调节中调节的方向固定，方便快速调节。电机控制器对电机通以Iα＝I_α2，Iβ＝I_β2让电机自由旋转；
(5)当电机转速MS维持在一个转速但小于目标转速的下限值SLL的时候减小RI让电机加速，直至MS大于SLL。如果MS超过了目标转速的上限值SUL就加大RI，直至电机转速小于SUL。如此反复。
(6)当电机转速在SLL和SUL之间的时候计时器TC开始计时，TC超过时间阈值TL即认为RI的当前值就是转子的初始位置值。当电机转速低于SLL或高于SUL的时候将TC清0，当电机转速在SLL和SUL之间的时候TC重新开始计时。
本发明巧妙的利用了电机的转动阻力来帮助判断电机转子的初始位置，对于转子初始位置的测量精度有了很大的提高。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种永磁同步电机转子初始位置测量方法，其特征在于，包括步骤：
(1)电机控制器控制电机处于自由旋转状态；
(2)电机控制器对电机通以Iα＝0，Iβ＝I_β1让电机旋转并停止在固定位置；
(3)电机控制器对电机通以Iα＝I_α1，Iβ＝0让电机旋转并停止在新的固定位置；
(4)通过步骤(2)(3)得到转子初始位置的预估值RE1，电机控制器对电机通以Iα＝I_α2，Iβ＝I_β2让电机自由旋转；
(5)当电机转速MS维持在一个转速但小于目标转速的下限值SLL的时候，减小RE1让电机加速，直至MS大于SLL；如果MS超过了目标转速的上限值SUL就加大RE1，直至电机转速小于SUL，如此反复；
(6)当电机转速在SLL和SUL之间的时候计时器TC开始计时，TC超过时间阈值TL即认为RE1的当前值就是转子的初始位置值。
2.根据权利要求1所述的永磁同步电机转子初始位置测量方法，其特征在于，当电机转速低于SLL或高于SUL的时候将计时器TC清0，当电机转速在SLL和SUL之间的时候计时器TC重新开始计时。
3.根据权利要求1或2所述的永磁同步电机转子初始位置测量方法，其特征在于，在步骤(4)中，首先在RE1基础上加一个常量得到新的预估值，并以新的预估值作为转子的初始位置值RI，步骤(5)和(6)中使用RI代替RE1进行增减，直到TC超过时间阈值TL即认为RI的当前值就是转子的初始位置值。
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