CN111600517A - 一种用于检测电机运行前状态的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及永磁同步电机无位置传感器控制技术领域，尤其是一种用于检测电机运行前状态的方法，包括控制器通过电流传感器获得三相电流，Clark变换将电机的三相相电流转化为两相静止坐标系两相电流Iα和Iβ，再通过Park转换器将两相静止坐标系两相电流Iα和Iβ转化为两相旋转坐标系下的电流Id_fbk和Iq_fbk，通过PI调节器调节D轴电流给定量Id_Ref和Q轴电流给定量Iq_Ref，逆Park变换用来把两相旋转坐标系下的Ud和Uq转换到两相静止坐标系下的电压Ualpha和Ubeta，SVPWM调制按照空间电压矢量脉宽调制的方法输出6路PWM信号控制逆变器，逆变器根据SVPWM输出的PWM信号，把直流电变换成交流电。本发明的一种用于检测电机运行前状态的方法，成本低、性能可靠、实现方法简单，在检测过程中不产生大电流。

Description

一种用于检测电机运行前状态的方法
技术领域
本发明涉及机检测设备技术领域，尤其是一种用于检测电机运行前状态的方法。
背景技术
目前，直流无刷电机和永磁同步电机广泛采用无位置传感器的算法实现转子位置检测。一般来说，正常的起动过程包含定位、开环运行、无位置传感器产生位置信号的闭环运行。在电机起动运行前，电机可能存在三种状态，分别为静止、正向转动、反向转动。当电机静止时，电机按照正常方式起动；当电机正向转动时可以省略定位过程，直接进入开环运行阶段；当电机反向转动时，需要在正常起动方式前，增加制动阶段，让电机变为静止后再按照正常方式起动。因此，检测电机起动前的状态十分重要。
发明内容
为了克服现有的电机无法在启动前确定电机转子初始位置的不足，本发明提供了一种用于检测电机运行前状态的方法，包括控制器通过电流传感器获得三相电流，Clark变换将电机的三相相电流转化为两相静止坐标系两相电流Iα和Iβ，再通过Park转换器将两相静止坐标系两相电流Iα和Iβ转化为两相旋转坐标系下的电流Id_fbk和Iq_fbk，通过PI调节器调节D轴电流给定量Id_Ref和Q轴电流给定量 Iq_Ref，逆Park变换用来把两相旋转坐标系下的Ud和Uq转换到两相静止坐标系下的电压Ualpha和 Ubeta，SVPWM调制按照空间电压矢量脉宽调制的方法输出6路PWM信号控制逆变器，逆变器根据 SVPWM输出的PWM信号，把直流电变换成交流电。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于检测电机运行前状态的方法，其特征是，所述的方法包括以下步骤：
第一步：控制器通过电流传感器获得三相电流；
第二步：Clark变换将电机的三相相电流转化为两相静止坐标系两相电流Iα和Iβ，再通过Park转换器将两相静止坐标系两相电流Iα和Iβ转化为两相旋转坐标系下的电流Id_fbk和Iq_fbk；
第三步：通过PI调节器调节D轴电流给定量Id_Ref和Q轴电流给定量Iq_Ref；
第四步：通过逆Park变换把两相旋转坐标系下的Ud和Uq转换到两相静止坐标系下的电压Ualpha和 Ubeta；
第五步：控制SVPWM调制按照空间电压矢量脉宽调制的方法输出6路PWM信号控制逆变器，逆变器根据SVPWM输出的PWM信号，把直流电变换成交流电；
第六步：按照Id_Ref＝0,Iq_Ref＝0,θ＝0起动电机，等待500mS，便于两个PI电流环的反馈量能跟随上给定量；
第七步：按照公式
Figure BDA0002536432870000011
计算电机转子位置φ，
通过反正切函数，我们可以得到电机转子的角度φ，然后，根据φ计算电角速度,
Figure BDA0002536432870000021
φ(k)、φ(k-1)分别为k时刻和k-1时刻的θ值。
进一步的，包括Ts为采样周期，即计算两次φ的间隔时间。
进一步的，包括当|ω|≤a时电机静止，当ω＞a时电机正向转动，当ω＜-a时电机反向转动。a为电角速度伐值。
本发明的有益效果是，本发明的一种用于检测电机运行前状态的方法，获得电机运行前状态，然后根据电机运行前的状态采用不同的启动方法。当电机静止时，直接按照正常方式起动；当电机正向转动时可以省略定位过程，直接进入开环运行阶段；当电机反向转动时，需要在正常起动方式前，增加制动阶段，让电机变为静止后再按照正常方式起动。采用本发明的方法可以大大提高电机启动成功率，且检测过程中不产生大电流，不增加永磁同步电机控制器的硬件，仅仅通过特殊的软件控制算法，获得永磁同步电机的初始状态，解决永磁同步电机无位置传感器控制的启动问题，具有成本低，性能可靠，实现方法简单，在检测过程中不产生大电流等优点。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
如图1是本发明的结构示意图，一种用于检测电机运行前状态的方法，所述的方法包括以下步骤：
第一步：控制器通过电流传感器获得三相电流；
第二步：Clark变换将电机的三相相电流转化为两相静止坐标系两相电流Iα和Iβ，再通过Park转换器将两相静止坐标系两相电流Iα和Iβ转化为两相旋转坐标系下的电流Id_fbk和Iq_fbk；
第三步：通过PI调节器调节D轴电流给定量Id_Ref和Q轴电流给定量Iq_Ref；
第四步：通过逆Park变换把两相旋转坐标系下的Ud和Uq转换到两相静止坐标系下的电压Ualpha和 Ubeta；
第五步：控制SVPWM调制按照空间电压矢量脉宽调制的方法输出6路PWM信号控制逆变器，逆变器根据SVPWM输出的PWM信号，把直流电变换成交流电；
第六步：按照Id_Ref＝0,Iq_Ref＝0,θ＝0起动电机，等待500mS左右，便于两个PI电流环的反馈量能跟随上给定量；
第七步：按照公式
Figure BDA0002536432870000022
计算电机转子位置φ，
通过反正切函数，我们可以得到电机转子的角度φ，然后，根据φ计算电角速度,
Figure BDA0002536432870000031
φ(k)、φ(k-1)分别为k时刻和k-1时刻的θ值。
具体实施例1：当取a＝30rad/s时，当|ω|≤30时，可以认为电机处于静止状态；当ω＞30 时，可以认为电机正向转动；ω＜-30时，可以认为电机反向转动，进而获得电机运行前状态，然后根据电机运行前的状态采用不同的启动方法。
以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离所附权利要求所限定的精神和范围的情况下，可做出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种用于检测电机运行前状态的方法，其特征是，所述的方法包括以下步骤：
第一步：控制器通过电流传感器获得三相电流；
第二步：Clark变换将电机的三相相电流转化为两相静止坐标系两相电流Iα和Iβ，再通过Park转换器将两相静止坐标系两相电流Iα和Iβ转化为两相旋转坐标系下的电流Id_fbk和Iq_fbk；
第三步：通过PI调节器调节D轴电流给定量Id_Ref和Q轴电流给定量Iq_Ref；
第四步：通过逆Park变换把两相旋转坐标系下的Ud和Uq转换到两相静止坐标系下的电压Ualpha和Ubeta；
第五步：控制SVPWM调制按照空间电压矢量脉宽调制的方法输出6路PWM信号控制逆变器，逆变器根据SVPWM输出的PWM信号，把直流电变换成交流电；
第六步：按照Id_Ref＝0,Iq_Ref＝0,θ＝0起动电机，等待500mS。
第七步：按照公式
Figure FDA0002536432860000011
计算电机转子位置φ，
通过反正切函数，我们可以得到电机转子的角度φ，然后，根据φ计算电角速度,
Figure FDA0002536432860000012
φ(k)、φ(k-1)分别为k时刻和k-1时刻的θ值。
2.根据权利要求1所述的一种用于检测电机运行前状态的方法，其特征是，所述Ts为采样周期，即计算两次φ的间隔时间。
3.根据权利要求1所述的一种用于检测电机运行前状态的方法，其特征是，所述当|ω|≤a时电机静止，当ω＞a时电机正向转动，当ω＜-a时电机反向转动。a为电角速度伐值。
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