CN107623467A - 一种同步电机无速度传感器的启动方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种同步电机无速度传感器的启动方法，其方法包括：启动前先进行两次直流定位，分别在90°和0°方向施加一id电流；启动时再施加一iq电流，同时对id和iq电流进行闭环控制；在电机达到第一切换转速点时，逐步减小iq电流，id电流保持不变，同时比较磁链观测器输出角度与开环给定角度的差值；当电机达到第二切换转速点时，直接切换，进入闭环控制；本发明通过引入新的id轴电流，对电机起到定位作用，在电机的切换过程中可以做到平滑切换，而且切换过程中即便负载发生较大的波动，仍然不会导致电机失步；具有优异的稳定性能和快速的切换过程。
Description
技术领域
本发明涉及电机控制领域，尤其涉及一种同步电机无速度传感器的启动方法。
背景技术
永磁同步电机(Permanent magnetic synchronous machine ,PMSM)在采用无传感器控制后，再加上变频技术的应用，性能优良，在许多领域有良好的应用前景，广泛应用于电动汽车、工业缝纫机、空调、电梯以及更高精度的数控机床及机器人等应用场合；现有的开环启动方法一般使用一iq电流将电机拖动起来，当电机转速达到切换转速时，逐渐减小iq电流，同时判断开环角度和观测器角度的偏差，当偏差角度较小时进行切换，但是该方法在切换过程中如果司机转动方向盘可能会引起负载转矩发生波动，导致失步风险，且在切换过程中需要较慢的速度减小iq电流，使得切换时间过长，导致启动速度变慢。
发明内容
本发明提供一种同步电机无速度传感器的启动方法，该方法增加id电流项来保证切换过程的快速平稳。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种同步电机无速度传感器的启动方法，所述方法包括如下步骤：
启动前先进行两次直流定位，分别在90°和0°方向施加一id电流；
启动时再施加一iq电流，同时对id和iq电流进行闭环控制；
在电机达到第一切换转速点时，逐步减小iq电流，id电流保持不变，同时比较磁链观测器输出角度与开环给定角度的差值；
当电机达到第二切换转速点时，直接切换，进入闭环控制。
进一步地，所述方法还包括：
进入闭环控制后iq电流为速度环的输出值，id电流则线性减小到零，彻底完成切换控制。
进一步地，在所述启动前先进行两次直流定位，分别在90°和0°方向施加一id电流中：所述id电流的大小等于电机的额定电流。
进一步地，在所述启动时再施加一iq电流，同时对id和iq电流进行闭环控制中：所述iq电流等于两倍的id电流。
进一步地，所述第一电机切换转速点设置为电机额定转速的百分之十。
进一步地，在所述当电机达到第二切换转速点时，直接切换，进入闭环控制中：所述第二切换转速点为磁链观测器输出角度与开环给定角度的差值小于10°时。
本发明的同步电机无速度传感器的启动方法，通过引入新的id轴电流，对电机起到一个定位作用，在电机的切换过程中可以做到平滑切换，而且切换过程中即便负载发生大的波动，仍然不会导致电机失步；具有优异的稳定性能和快速的切换过程。
附图说明
图1为本发明电机从开环到闭环的切换过程的示意图；
图2为本发明电机切换过程id/iq电流变化关系的示意图；
图3为本发明同步电机无速度传感器启动方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：
图1是本发明实施例中电机从开环到闭环的切换过程的示意图，如图1所示，在切换前，电机转子与id/iq电流的相位关系如图θ1，然后逐渐减小iq，id电流保持不变，电机转子与id的夹角逐渐减小为θ2，iq继续减小，直到电机转子角度与id夹角为θ3，直接切入闭环控制，θ3小于等于10°。
由于在切换过程中，一直存在id电流，所以当电机转子转到与id夹角为θ3时，即使此时负载产生波动，导致电机转子N与id的角度发生变化，仍然不会导致电机失步，具有较强的稳定性，且由于id电流的定位作用，可以在切换过程中使iq电流减小的速度加快，此时仍然不会导致切换失败，但是会加快切换过程，满足司机要求助力转向的快速启动过程。
图2是本发明实施例中电机切换过程id/iq电流变化关系的示意图，在启动前，iq=2*id;开环拖动电机进行加速，当达到第一切换转速点t1时，开始减小iq，而id保持不变，同时比较磁链观测器输出角度与开环给定角度差值，当差值在10度以内，直接切入闭环控制；图中T未切换时间；在切入闭环后，iq的指令值由转速环得到，而仍然保留id；id在第二切换转速点t2之后随转速升高线性减小。
图3是本发明同步电机无速度传感器启动方法的流程图，所述方法包括如下步骤：
步骤S1：启动前先进行两次直流定位，分别在90°和0°方向施加一id电流，且所述id电流的大小等于电机的额定电流，定位时间为300ms；
步骤S2：启动时再施加一iq电流，同时对id和iq电流进行闭环控制，所述iq电流等于两倍的id电流；
步骤S3：在电机达到第一切换转速点时，逐步减小iq电流，id电流保持不变，同时比较磁链观测器输出角度与开环给定角度的差值，所述第一电机切换转速点设置为电机额定转速的百分之十；
步骤S4：当电机达到第二切换转速点时，直接切换，进入闭环控制，所述第二切换转速点为磁链观测器输出角度与开环给定角度的差值小于10°时；
步骤S5：进入闭环控制后iq电流为速度环的输出值，id电流则线性减小到零，彻底完成切换控制。
本发明实施例的同步电机无速度传感器的启动方法，通过引入新的id轴电流，对电机起到定位作用，在电机的切换过程中可以做到平滑切换，而且切换过程中即便负载发生大的波动，仍然不会导致电机失步；具有优异的稳定性能和快速的切换过程。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；对于本技术领域的普通技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种同步电机无速度传感器的启动方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
启动前先进行两次直流定位，分别在90°和0°方向施加一id电流；
启动时再施加一iq电流，同时对id和iq电流进行闭环控制；
在电机达到第一切换转速点时，逐步减小iq电流，id电流保持不变，同时比较磁链观测器输出角度与开环给定角度的差值；
当电机达到第二切换转速点时，直接切换，进入闭环控制。
2.根据权利要求1所述的无速度传感器的启动方法，其特征在于，还包括：
进入闭环控制后iq电流为速度环的输出值，id电流则线性减小到零，彻底完成切换控制。
3.根据权利要求1所述的同步电机无速度传感器的启动方法，其特征在于，在所述启动前先进行两次直流定位，分别在90°和0°方向施加一id电流中：所述id电流的大小等于电机的额定电流。
4.根据权利要求1所述的同步电机无速度传感器的启动方法，其特征在于：在所述启动时再施加一iq电流，同时对id和iq电流进行闭环控制中：所述iq电流等于两倍的id电流。
5.根据权利要求1所述的同步电机无速度传感器的启动方法，其特征在于：所述第一电机切换转速点设置为电机额定转速的百分之十。
6.根据权利要求1所述的同步电机无速度传感器的启动方法，其特征在于：在所述当电机达到第二切换转速点时，直接切换，进入闭环控制中：所述第二切换转速点为磁链观测器输出角度与开环给定角度的差值小于10°时。
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