CN112202369B - 单直流母线电流采样大惯量永磁同步电机带速重投方法 - Google Patents

单直流母线电流采样大惯量永磁同步电机带速重投方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112202369B
CN112202369B CN202011033443.2A CN202011033443A CN112202369B CN 112202369 B CN112202369 B CN 112202369B CN 202011033443 A CN202011033443 A CN 202011033443A CN 112202369 B CN112202369 B CN 112202369B
Authority
CN
China
Prior art keywords
bridge arm
phase
permanent magnet
synchronous motor
magnet synchronous
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.)
Active
Application number
CN202011033443.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112202369A (zh
Inventor
雷洲
黄科元
周佳新
赵赫
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.)
Hunan University
Original Assignee
Hunan University
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 Hunan University filed Critical Hunan University
Priority to CN202011033443.2A priority Critical patent/CN112202369B/zh
Publication of CN112202369A publication Critical patent/CN112202369A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112202369B publication Critical patent/CN112202369B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

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
    • H02P1/00—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters
    • H02P1/02—Details of starting control
    • H02P1/029—Restarting, e.g. after power failure
    • 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
    • H02P1/00—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters
    • H02P1/16—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters
    • H02P1/46—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters for starting an individual synchronous motor
    • 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
    • H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
    • 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
    • H02P6/20—Arrangements for starting
    • 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
    • H02P6/20—Arrangements for starting
    • H02P6/22—Arrangements for starting in a selected direction of rotation

Landscapes

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

Abstract

本发明公开了一种单直流母线电流采样大惯量永磁同步电机带速重投方法，本发明方法包括在线反电动势幅值低于直流母线电压时，将逆变器的上下桥臂采用预设的脉冲导通方式，此时检测到的直流母线电流负峰值包络线与电机线反电动势具有相同的频率、幅值成正比，通过分析两者之间的相位关系并检测负峰值特征点从而确定转子的转速、转向及转子位置信息并实现带速重投。本发明参数依赖性低，能够满足实际工程的实用性，可靠性，可操作性的需求，尽量简化流程，避免引入新的硬件设备，可用于单直流母线电流采样的逆变器驱动大惯量永磁同步电机的带速重投，减小永磁同步电机带速重投时对系统造成的冲击。

Description

单直流母线电流采样大惯量永磁同步电机带速重投方法
技术领域
本发明涉及永磁同步电机带速重投技术，具体涉及一种单直流母线电流采样大惯量永磁同步电机带速重投方法。
背景技术
在工业生产领域，由于电源系统的故障导致电源中断，一般只持续几十毫秒。对于大惯量驱动系统完全停机往往需要较长时间，若电源恢复时就能立即重启电机，则可以提高生产效率。类似情况还有在电气化铁道中，机车受电弓经分相绝缘器换相时，机车会经历短时停电，此时机车由于自身惯性，会以一定的速度滑行，过分相绝缘器后机车会重新接入电源，在这一过程中电机经历了断电-重投。另外在多电机驱动系统中，电机按照一定的顺序启动会导致部分电机在投入系统运行之前被其它电机拖着运行，被拖电机启动时会有一定的初速度。在这些情况下，电机本身具有一定的速度，处于发电运行状态，将电机直接投入运行会造成较大的电流冲击，甚至使得电机的重投入失败。在PMSM无速度传感器驱动控制系统中，未完全停机的大惯量负载或者被外力拖动运行的电机，在重新投入运行前，需要对PMSM的转子位置和速度进行检测，用于生成合适的电压控制矢量，从而减小电机重投时的浪涌电流。
目前，PMSM无速度传感器驱动控制系统带速重投方法主要有短路电流法以及反电动势法。短路电流法至少需要采用两个电流传感器，并且这种方法对参数敏感；而反电动势法需要增加额外的硬件设备。对于中小型变频器，成本和体积往往是较为注重的因数，电流采样在整个系统成本中所占的比重是不可忽略的。因此，在这种系统中，往往采用单个电流传感器采样逆变器直流母线电流，利用采样得到的直流母线电流重构出电机相电流来实现PMSM无速度传感器控制。目前的带速重投方法至少需要两个电流传感器，因此，这些方法均不适用于单直流母线电流采样的无速度传感器永磁同步电机驱动控制系统中。
发明内容
本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种单直流母线电流采样大惯量永磁同步电机带速重投方法，本发明参数依赖性低，能够满足实际工程的实用性、可靠性和可操作性的需求，尽量简化流程，避免引入新的硬件设备，可用于单直流母线电流采样的逆变器驱动大惯量永磁同步电机的带速重投，减小永磁同步电机带速重投时对系统造成的冲击。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种单直流母线电流采样大惯量永磁同步电机带速重投方法，包括：
1)向永磁同步电机的逆变器注入频率和占空比可调的驱动脉冲，控制逆变器第一预设相桥臂脉冲导通，使逆变器驱动的永磁同步电机对应的两相按照预设的方式脉冲导通，并使逆变器的其余开关桥臂保持关断状态；
2)进行第一阶段逆变器直流母线电流的采样，并根据采样得到的直流母线电流值检测出永磁同步电机的转速；
3)采样逆变器直流母线电流，当检测到直流母线电流负峰值时，立即将逆变器由第一预设相桥臂脉冲导通切换到第二预设相桥臂脉冲导通，使逆变器驱动的永磁同步电机对应的另外两相按照预设的方式脉冲导通，并使逆变器的其余开关桥臂保持关断状态；
4)进行第二阶段逆变器直流母线电流的采样，并根据采样得到的直流母线电流值检测出永磁同步电机的转向及直流母线电流负峰值点对应的转子位置；
5)利用得到的永磁同步电机的转速、转向和转子位置信息控制永磁同步电机带速重启。
可选地，步骤1)中的第一预设相桥臂为A相上桥臂和B相下桥臂、A相上桥臂和C相下桥臂、B相上桥臂和C相下桥臂、B相上桥臂和A相下桥臂、C相上桥臂和A相下桥臂或C相上桥臂和B相下桥臂。
可选地，步骤2)中根据采样得到的直流母线电流值检测出永磁同步电机的转速的步骤包括：针对进行第一阶段逆变器直流母线电流的采样得到的直流母线电流，获取该直流母线电流连续两次达到负峰值的时间间隔，根据该时间间隔计算出永磁同步电机的转速。
可选地，所述获取该直流母线电流连续两次达到负峰值的时间间隔的步骤包括：在第一阶段获得直流母线电流第一次达到负峰值时，启动计时器；在在第一阶段获得直流母线电流第二次达到负峰值时，读取计时器的值将其作为该直流母线电流连续两次达到负峰值的时间间隔。
可选地，步骤3)中将逆变器由第一预设相桥臂脉冲导通切换到第二预设相桥臂脉冲导通时，当第一预设相桥臂为A相上桥臂和B相下桥臂时，第二预设相桥臂为A相上桥臂和C相下桥臂；当第一预设相桥臂为A相上桥臂和C相下桥臂时，第二预设相桥臂为A相上桥臂和B相下桥臂；当第一预设相桥臂为B相上桥臂和C相下桥臂时，第二预设相桥臂为B相上桥臂和A相下桥臂；当第一预设相桥臂为B相上桥臂和A相下桥臂时，第二预设相桥臂为B相上桥臂和C相下桥臂；当第一预设相桥臂为C相上桥臂和A相下桥臂时，第二预设相桥臂为C相上桥臂和B相下桥臂；当第一预设相桥臂为C相上桥臂和B相下桥臂时，所述第二预设相桥臂为C相上桥臂和A相下桥臂。
可选地，步骤4)中根据采样得到的直流母线电流值检测出永磁同步电机的转向及直流母线电流负峰值点对应的转子位置的步骤包括：针对进行第二阶段逆变器直流母线电流的采样得到的直流母线电流，计算直流母线电流的差分值，根据直流母线电流的差分值的正负判断永磁同步电机的转向，并根据转向和第一预设相桥臂获得直流母线电流负峰值对应永磁同步电机的转子位置角度。
可选地，所述根据直流母线电流的差分值的正负判断永磁同步电机的转向的步骤包括：当第一预设相桥臂为A相上桥臂和B相下桥臂时、第一预设相桥臂为B相上桥臂和C相下桥臂时或者第一预设相桥臂为C相上桥臂和A相下桥臂时，若直流母线电流的差分值为负则判定永磁同步电机正转，若直流母线电流的差分值为正则判定永磁同步电机反转；当第一预设相桥臂为A相上桥臂和C相下桥臂时、第一预设相桥臂为B相上桥臂和A相下桥臂时或者第一预设相桥臂为C相上桥臂和B相下桥臂时，若直流母线电流的差分值为负则判定永磁同步电机反转，若直流母线电流的差分值为正则判定永磁同步电机正转。
可选地，所述根据转向和第一预设相桥臂获得直流母线电流负峰值位置的步骤包括：当永磁同步电机正转时，若第一预设相桥臂为A相上桥臂和B相下桥臂则直流母线电流负峰值对应永磁同步电机的转子位置角度为240°；若第一预设相桥臂为A相上桥臂和C相下桥臂则直流母线电流负峰值对应永磁同步电机的转子位置角度为300°；若第一预设相桥臂为B相上桥臂和C相下桥臂则直流母线电流负峰值对应永磁同步电机的转子位置角度为0°；若第一预设相桥臂为B相上桥臂和A相下桥臂则直流母线电流负峰值对应永磁同步电机的转子位置角度为60°；若第一预设相桥臂为C相上桥臂和A相下桥臂则直流母线电流负峰值对应永磁同步电机的转子位置角度为120°；若第一预设相桥臂为C相上桥臂和B相下桥臂则直流母线电流负峰值对应永磁同步电机的转子位置角度为180°；当永磁同步电机翻转时，若第一预设相桥臂为A相上桥臂和B相下桥臂则直流母线电流负峰值对应永磁同步电机的转子位置角度为300位；若第一预设相桥臂为A相上桥臂和C相下桥臂则直流母线电流负峰值对应永磁同步电机的转子位置角度为240位；若第一预设相桥臂为B相上桥臂和C相下桥臂则直流母线电流负峰值对应永磁同步电机的转子位置角度为180位；若第一预设相桥臂为B相上桥臂和A相下桥臂则直流母线电流负峰值对应永磁同步电机的转子位置角度为120位；若第一预设相桥臂为C相上桥臂和A相下桥臂则直流母线电流负峰值对应永磁同步电机的转子位置角度为60子；若第一预设相桥臂为C相上桥臂和B相下桥臂则直流母线电流负峰值对应永磁同步电机的转子位置角度为0转。
此外，本发明还提供一种单直流母线电流采样大惯量永磁同步电机带速重投系统，包括计算机设备，该计算机设备包括相互连接的微处理器和存储器，该计算机设备的微处理器被编程或配置以执行所述单直流母线电流采样大惯量永磁同步电机带速重投方法的步骤，或者该计算机设备的存储器中存储有被编程或配置以执行单直流母线电流采样大惯量永磁同步电机带速重投方法的计算机程序。
此外，本发明还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有被编程或配置以执行单直流母线电流采样大惯量永磁同步电机带速重投方法的计算机程序。
和现有技术相比，本发明具有下述优点：本发明方法包括在线反电动势幅值低于直流母线电压时，将逆变器的上下桥臂采用预设的脉冲导通方式，此时检测到的直流母线电流负峰值包络线与电机线反电动势具有相同的频率、幅值成正比，通过分析两者之间的相位关系并检测直流母线电流负峰值特征点从而确定转子的转速、转向及转子位置信息并实现带速重投，本发明参数依赖性低，能够满足实际工程的实用性，可靠性，可操作性的需求，尽量简化流程，避免引入新的硬件设备，可用于单直流母线电流采样的逆变器驱动大惯量永磁同步电机的带速重投，减小永磁同步电机带速重投时对系统造成的冲击。
附图说明
图1为本发明实施实例方法的控制流程图。
图2为本发明实施实例方法的系统结构示意图。
图3为本发明实施实例方法中直流母线电流包络线。
图4为本发明实施实例方法的PMSM正转时的反电动势波形。
图5为本发明实施实例方法的PMSM反转时的反电动势波形。
具体实施方式
如图1所示，本实施例单直流母线电流采样大惯量永磁同步电机带速重投方法包括：
1)向永磁同步电机的逆变器注入频率和占空比可调的驱动脉冲，控制逆变器第一预设相桥臂脉冲导通，使逆变器驱动的永磁同步电机对应的两相按照预设的方式脉冲导通，并使逆变器的其余开关桥臂保持关断状态；
2)进行第一阶段逆变器直流母线电流的采样，并根据采样得到的直流母线电流值检测出永磁同步电机的转速；
3)采样逆变器直流母线电流，当检测到直流母线电流负峰值时，立即将逆变器由第一预设相桥臂脉冲导通切换到第二预设相桥臂脉冲导通，使逆变器驱动的永磁同步电机对应的另外两相按照预设的方式脉冲导通，并使逆变器的其余开关桥臂保持关断状态；
4)进行第二阶段逆变器直流母线电流的采样，并根据采样得到的直流母线电流值检测出永磁同步电机的转向及直流母线电流负峰值点对应的转子位置；
5)利用得到的永磁同步电机的转速、转向和转子位置信息控制永磁同步电机带速重启。
本实施例单直流母线电流采样大惯量永磁同步电机带速重投方法通过采集直流母线电流的方式，获得永磁同步电机的转速、转向和位置，本发明参数依赖性低，能够满足实际工程的实用性，可靠性，可操作性的需求，尽量简化流程，避免引入新的硬件设备，可用于单直流母线电流采样的逆变器驱动大惯量永磁同步电机的带速重投，减小永磁同步电机带速重投时对系统造成的冲击。
本实施例方法的系统结构如图2所示，包括：
供电电源单元1，可以是接的直流电源，也可以是交流电经整流滤波后的供电电源；
母线电流采样单元2，将直流母线电流转换为能被控制器接受的电压信号；
逆变器单元3，将直流电转换为交流电，控制永磁同步电机4的运行；
控制器单元5，用于处理母线电流采样单元2的信号，利用本实施例方法得到电机的转速、转向和位置信息，从而控制永磁同步电机5带速重投。
本实施例步骤1)向永磁同步电机的逆变器注入频率和占空比可调的驱动脉冲时，驱动脉冲的频率和占空比范围可由式(1)确定：
Figure BDA0002704474220000051
上式中，其中T为注入脉冲的周期，Tmin为注入脉冲的最小周期，σ＝Rs/Ls，Ls为永磁同步电机相电感，Rs为永磁同步电机相电阻，Udc为逆变器直流母线电压，Um为线反电动势幅值，imax为电机所允许的最大电流值，fmax为注入脉冲的最大频率，D为注入脉冲的占空比，Dmax为注入脉冲的最大占空比。
作为一种可选的实施方式，本实施例步骤1)中的第一预设相桥臂为A相上桥臂和B相下桥臂、A相上桥臂和C相下桥臂、B相上桥臂和C相下桥臂、B相上桥臂和A相下桥臂、C相上桥臂和A相下桥臂或C相上桥臂和B相下桥臂。
本实施例步骤2)中根据采样得到的直流母线电流值检测出永磁同步电机的转速的步骤包括：针对进行第一阶段逆变器直流母线电流的采样得到的直流母线电流，获取该直流母线电流连续两次达到负峰值的时间间隔，根据该时间间隔计算出永磁同步电机的转速，其计算函数表达式为：
ωe＝2π/Ts
上式中，ωe为永磁同步电机的转速，Ts为时间间隔。
作为一种可选的实施方式，本实施例中获取该直流母线电流连续两次达到负峰值的时间间隔的步骤包括：在第一阶段获得直流母线电流第一次达到负峰值时，启动计时器；在在第一阶段获得直流母线电流第二次达到负峰值时，读取计时器的值将其作为该直流母线电流连续两次达到负峰值的时间间隔。
作为一种可选的实施方式，本实施例步骤3)中将逆变器由第一预设相桥臂脉冲导通切换到第二预设相桥臂脉冲导通时：
当第一预设相桥臂为A相上桥臂和B相下桥臂时，第二预设相桥臂为A相上桥臂和C相下桥臂；
当第一预设相桥臂为A相上桥臂和C相下桥臂时，第二预设相桥臂为A相上桥臂和B相下桥臂；
当第一预设相桥臂为B相上桥臂和C相下桥臂时，第二预设相桥臂为B相上桥臂和A相下桥臂；
当第一预设相桥臂为B相上桥臂和A相下桥臂时，第二预设相桥臂为B相上桥臂和C相下桥臂；
当第一预设相桥臂为C相上桥臂和A相下桥臂时，第二预设相桥臂为C相上桥臂和B相下桥臂；
当第一预设相桥臂为C相上桥臂和B相下桥臂时，所述第二预设相桥臂为C相上桥臂和A相下桥臂。
本实施例中，步骤4)中根据采样得到的直流母线电流值检测出永磁同步电机的转向及直流母线电流负峰值点对应的转子位置的步骤包括：针对进行第二阶段逆变器直流母线电流的采样得到的直流母线电流，计算直流母线电流的差分值，根据直流母线电流的差分值的正负判断永磁同步电机的转向，并根据转向和第一预设相桥臂获得直流母线电流负峰值对应永磁同步电机的转子位置角度。
本实施例中，根据直流母线电流的差分值的正负判断永磁同步电机的转向的步骤包括：当第一预设相桥臂为A相上桥臂和B相下桥臂时、第一预设相桥臂为B相上桥臂和C相下桥臂时或者第一预设相桥臂为C相上桥臂和A相下桥臂时，若直流母线电流的差分值为负则判定永磁同步电机正转，若直流母线电流的差分值为正则判定永磁同步电机反转；当第一预设相桥臂为A相上桥臂和C相下桥臂时、第一预设相桥臂为B相上桥臂和A相下桥臂时或者第一预设相桥臂为C相上桥臂和B相下桥臂时，若直流母线电流的差分值为负则判定永磁同步电机反转，若直流母线电流的差分值为正则判定永磁同步电机正转。即：
在第一预设相桥臂和第二预设向桥臂为下述情况之一时：情况1：第一预设相桥臂为A相上桥臂和B相下桥臂时，所述第二预设相桥臂为A相上桥臂和C相下桥臂；情况2：第一预设相桥臂为B相上桥臂和C相下桥臂时，所述第二预设相桥臂为B相上桥臂和A相下桥臂；情况3：第一预设相桥臂为C相上桥臂和A相下桥臂时，所述第二预设相桥臂为C相上桥臂和B相下桥臂；若此时第二阶段直流母线电流的差分值为负，则确认电机正转；若此时第二阶段直流母线电流的差分值为正，则确认电机反转。
在第一预设相桥臂和第二预设向桥臂为下述情况之一时：情况4：第一预设相桥臂为A相上桥臂和C相下桥臂时，所述第二预设相桥臂为A相上桥臂和B相下桥臂；情况5：第一预设相桥臂为B相上桥臂和A相下桥臂时，所述第二预设相桥臂为B相上桥臂和C相下桥臂；情况6：第一预设相桥臂为C相上桥臂和B相下桥臂时，所述第二预设相桥臂为C相上桥臂和A相下桥臂；若此时第二阶段直流母线电流的差分值为负，则确认电机反转；若此时第二阶段直流母线电流的差分值为正，则确认电机正转。
以第一预设相桥臂为A相上桥臂和B相下桥臂、第二预设相桥臂为A相上桥臂和C相下桥臂为例进行说明。如图3所示，为本实施例实施实例方法中直流母线电流包络线，由图1可知，第一预设相桥臂为A相上桥臂和B相下桥臂即开关管VT1和VT6脉冲导通，第二预设相桥臂为A相上桥臂和C相下桥臂即开关光VT1和VT2脉冲导通，图3中的图(a)为电机正转时，VT1和VT6采用脉冲导通方式时直流母线电流包络线，图(b)为电机正转时，VT1和VT2采用脉冲导通方式时直流母线电流包络线，当VT1和VT6脉冲导通检测到直流母线电流负峰值时，立即切换到VT1和VT2采用脉冲导通的方式，此时检测到的直流母线电流的差分值为负；图3中的图(c)为电机反转时，VT1和VT6采用脉冲导通方式时直流母线电流包络线，图(d)为电机反转时，VT1和VT2采用脉冲导通方式时直流母线电流包络线，当VT1和VT6脉冲导通检测到直流母线电流负峰值时，立即切换到VT1和VT2采用脉冲导通的方式，此时检测到的直流母线电流的差分值为正。
本实施例中，根据转向和第一预设相桥臂获得直流母线电流负峰值位置的步骤包括：当永磁同步电机正转时，若第一预设相桥臂为A相上桥臂和B相下桥臂则直流母线电流负峰值对应永磁同步电机的转子位置角度为240°；若第一预设相桥臂为A相上桥臂和C相下桥臂则直流母线电流负峰值对应永磁同步电机的转子位置角度为300°；若第一预设相桥臂为B相上桥臂和C相下桥臂则直流母线电流负峰值对应永磁同步电机的转子位置角度为0°；若第一预设相桥臂为B相上桥臂和A相下桥臂则直流母线电流负峰值对应永磁同步电机的转子位置角度为60°；若第一预设相桥臂为C相上桥臂和A相下桥臂则直流母线电流负峰值对应永磁同步电机的转子位置角度为120°；若第一预设相桥臂为C相上桥臂和B相下桥臂则直流母线电流负峰值对应永磁同步电机的转子位置角度为180°；当永磁同步电机翻转时，若第一预设相桥臂为A相上桥臂和B相下桥臂则直流母线电流负峰值对应永磁同步电机的转子位置角度为300位；若第一预设相桥臂为A相上桥臂和C相下桥臂则直流母线电流负峰值对应永磁同步电机的转子位置角度为240位；若第一预设相桥臂为B相上桥臂和C相下桥臂则直流母线电流负峰值对应永磁同步电机的转子位置角度为180位；若第一预设相桥臂为B相上桥臂和A相下桥臂则直流母线电流负峰值对应永磁同步电机的转子位置角度为120位；若第一预设相桥臂为C相上桥臂和A相下桥臂则直流母线电流负峰值对应永磁同步电机的转子位置角度为60子；若第一预设相桥臂为C相上桥臂和B相下桥臂则直流母线电流负峰值对应永磁同步电机的转子位置角度为0转。
如图4所示为本实施例实施实例中永磁同步电机正转时相反电动势和线反电动势波形，其中ua、ub、uc为相反电动势，uab、ubc、uca为线反电动势，Um为相反电动势幅值。在所述永磁同步电机正转时，根据所述第二阶段直流母线电流获得永磁同步电机转子位置：
在第一预设相桥臂为A相上桥臂和B相下桥臂时，直流母线电流负峰值对应永磁同步电机的转子位置角度为240°；
在第一预设相桥臂为A相上桥臂和C相下桥臂时，直流母线电流负峰值对应永磁同步电机的转子位置角度为300°；
在第一预设相桥臂为B相上桥臂和C相下桥臂时，直流母线电流负峰值对应永磁同步电机的转子位置角度为0°；
在第一预设相桥臂为B相上桥臂和A相下桥臂时，直流母线电流负峰值对应永磁同步电机的转子位置角度为60°；
在第一预设相桥臂为C相上桥臂和A相下桥臂时，直流母线电流负峰值对应永磁同步电机的转子位置角度为120°；
在第一预设相桥臂为C相上桥臂和B相下桥臂时，直流母线电流负峰值对应永磁同步电机的转子位置角度为180°；
如图5所示为本实施例实施实例中永磁同步电机反转时相反电动势和线反电动势波形，其中ua、ub、uc为相反电动势，uac、ucb、uba为线反电动势，Um为相反电动势幅值。在永磁同步电机反转时，根据第二阶段直流母线电流获得永磁同步电机转子位置：
在第一预设相桥臂为A相上桥臂和B相下桥臂时，直流母线电流负峰值对应永磁同步电机的转子位置角度为300°；
在第一预设相桥臂为A相上桥臂和C相下桥臂时，直流母线电流负峰值对应永磁同步电机的转子位置角度为240°；
在第一预设相桥臂为B相上桥臂和C相下桥臂时，直流母线电流负峰值对应永磁同步电机的转子位置角度为180°；
在所述第一预设相桥臂为B相上桥臂和A相下桥臂时，所述直流母线电流负峰值对应永磁同步电机的转子位置角度为120°；
在所述第一预设相桥臂为C相上桥臂和A相下桥臂时，所述直流母线电流负峰值对应永磁同步电机的转子位置角度为60°；
在所述第一预设相桥臂为C相上桥臂和B相下桥臂时，所述直流母线电流负峰值对应永磁同步电机的转子位置角度为0°。
综上所述，本实施例公开了一种利用单直流母线电流采样的大惯量永磁同步电机的带速重投方法，在线反电动势幅值低于直流母线电压时，将逆变器的上下桥臂采用预设的脉冲导通方式，此时检测直流母线电流，检测到的直流母线电流负峰值包络线与电机线反电动势具有相同的频率，幅值成正比，通过分析两者之间的相位关系并检测直流母线电流负峰值特征点从而确定了转子的转速、转向及直流母线电流负峰值点对应的转子位置信息，从而利用得到的转速和位置信息实现单直流母线电流采样的大惯量永磁同步电机带速重投。本实施例方法不需要增加额外的硬件电路，具有参数敏感性低、易于工程实现的优点，并且具有较强的通用性。
此外，本实施例还提供一种单直流母线电流采样大惯量永磁同步电机带速重投系统，包括计算机设备，该计算机设备包括相互连接的微处理器和存储器，该计算机设备的微处理器被编程或配置以执行前述单直流母线电流采样大惯量永磁同步电机带速重投方法的步骤，或者该计算机设备的存储器中存储有被编程或配置以执行前述单直流母线电流采样大惯量永磁同步电机带速重投方法的计算机程序。此外，本实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有被编程或配置以执行前述单直流母线电流采样大惯量永磁同步电机带速重投方法的计算机程序。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可读存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种单直流母线电流采样大惯量永磁同步电机带速重投方法，其特征在于，包括：
1)向永磁同步电机的逆变器注入频率和占空比可调的驱动脉冲，控制逆变器第一预设相桥臂脉冲导通，使逆变器驱动的永磁同步电机对应的两相按照预设的方式脉冲导通，并使逆变器的其余开关桥臂保持关断状态；
2)进行第一阶段逆变器直流母线电流的采样，并根据采样得到的直流母线电流值检测出永磁同步电机的转速；
3)采样逆变器直流母线电流，当检测到直流母线电流负峰值时，立即将逆变器由第一预设相桥臂脉冲导通切换到第二预设相桥臂脉冲导通，使逆变器驱动的永磁同步电机对应的另外两相按照预设的方式脉冲导通，并使逆变器的其余开关桥臂保持关断状态；
4)进行第二阶段逆变器直流母线电流的采样，并根据采样得到的直流母线电流值检测出永磁同步电机的转向及直流母线电流负峰值点对应的转子位置；
5)利用得到的永磁同步电机的转速、转向和转子位置信息控制永磁同步电机带速重启。
2.根据权利要求1所述的单直流母线电流采样大惯量永磁同步电机带速重投方法，其特征在于，步骤1)中的第一预设相桥臂为A相上桥臂和B相下桥臂、A相上桥臂和C相下桥臂、B相上桥臂和C相下桥臂、B相上桥臂和A相下桥臂、C相上桥臂和A相下桥臂或C相上桥臂和B相下桥臂。
3.根据权利要求1所述的单直流母线电流采样大惯量永磁同步电机带速重投方法，其特征在于，步骤2)中根据采样得到的直流母线电流值检测出永磁同步电机的转速的步骤包括：针对进行第一阶段逆变器直流母线电流的采样得到的直流母线电流，获取该直流母线电流连续两次达到负峰值的时间间隔，根据该时间间隔计算出永磁同步电机的转速。
4.根据权利要求3所述的单直流母线电流采样大惯量永磁同步电机带速重投方法，其特征在于，所述获取该直流母线电流连续两次达到负峰值的时间间隔的步骤包括：在第一阶段获得直流母线电流第一次达到负峰值时，启动计时器；在第一阶段获得直流母线电流第二次达到负峰值时，读取计时器的值将其作为该直流母线电流连续两次达到负峰值的时间间隔。
5.根据权利要求2所述的单直流母线电流采样大惯量永磁同步电机带速重投方法，其特征在于，步骤3)中将逆变器由第一预设相桥臂脉冲导通切换到第二预设相桥臂脉冲导通时，当第一预设相桥臂为A相上桥臂和B相下桥臂时，第二预设相桥臂为A相上桥臂和C相下桥臂；当第一预设相桥臂为A相上桥臂和C相下桥臂时，第二预设相桥臂为A相上桥臂和B相下桥臂；当第一预设相桥臂为B相上桥臂和C相下桥臂时，第二预设相桥臂为B相上桥臂和A相下桥臂；当第一预设相桥臂为B相上桥臂和A相下桥臂时，第二预设相桥臂为B相上桥臂和C相下桥臂；当第一预设相桥臂为C相上桥臂和A相下桥臂时，第二预设相桥臂为C相上桥臂和B相下桥臂；当第一预设相桥臂为C相上桥臂和B相下桥臂时，所述第二预设相桥臂为C相上桥臂和A相下桥臂。
6.根据权利要求5所述的单直流母线电流采样大惯量永磁同步电机带速重投方法，其特征在于，步骤4)中根据采样得到的直流母线电流值检测出永磁同步电机的转向及直流母线电流负峰值点对应的转子位置的步骤包括：针对进行第二阶段逆变器直流母线电流的采样得到的直流母线电流，计算直流母线电流的差分值，根据直流母线电流的差分值的正负判断永磁同步电机的转向，并根据转向和第一预设相桥臂获得直流母线电流负峰值对应永磁同步电机的转子位置角度。
7.根据权利要求6所述的单直流母线电流采样大惯量永磁同步电机带速重投方法，其特征在于，所述根据直流母线电流的差分值的正负判断永磁同步电机的转向的步骤包括：当第一预设相桥臂为A相上桥臂和B相下桥臂时、第一预设相桥臂为B相上桥臂和C相下桥臂时或者第一预设相桥臂为C相上桥臂和A相下桥臂时，若直流母线电流的差分值为负则判定永磁同步电机正转，若直流母线电流的差分值为正则判定永磁同步电机反转；当第一预设相桥臂为A相上桥臂和C相下桥臂时、第一预设相桥臂为B相上桥臂和A相下桥臂时或者第一预设相桥臂为C相上桥臂和B相下桥臂时，若直流母线电流的差分值为负则判定永磁同步电机反转，若直流母线电流的差分值为正则判定永磁同步电机正转。
8.根据权利要求6所述的单直流母线电流采样大惯量永磁同步电机带速重投方法，其特征在于，所述根据转向和第一预设相桥臂获得直流母线电流负峰值位置的步骤包括：当永磁同步电机正转时，若第一预设相桥臂为A相上桥臂和B相下桥臂则直流母线电流负峰值对应永磁同步电机的转子位置角度为240°；若第一预设相桥臂为A相上桥臂和C相下桥臂则直流母线电流负峰值对应永磁同步电机的转子位置角度为300°；若第一预设相桥臂为B相上桥臂和C相下桥臂则直流母线电流负峰值对应永磁同步电机的转子位置角度为0°；若第一预设相桥臂为B相上桥臂和A相下桥臂则直流母线电流负峰值对应永磁同步电机的转子位置角度为60°；若第一预设相桥臂为C相上桥臂和A相下桥臂则直流母线电流负峰值对应永磁同步电机的转子位置角度为120°；若第一预设相桥臂为C相上桥臂和B相下桥臂则直流母线电流负峰值对应永磁同步电机的转子位置角度为180°；当永磁同步电机反 转时，若第一预设相桥臂为A相上桥臂和B相下桥臂则直流母线电流负峰值对应永磁同步电机的转子位置角度为300° ；若第一预设相桥臂为A相上桥臂和C相下桥臂则直流母线电流负峰值对应永磁同步电机的转子位置角度为240° ；若第一预设相桥臂为B相上桥臂和C相下桥臂则直流母线电流负峰值对应永磁同步电机的转子位置角度为180° ；若第一预设相桥臂为B相上桥臂和A相下桥臂则直流母线电流负峰值对应永磁同步电机的转子位置角度为120° ；若第一预设相桥臂为C相上桥臂和A相下桥臂则直流母线电流负峰值对应永磁同步电机的转子位置角度为60° ；若第一预设相桥臂为C相上桥臂和B相下桥臂则直流母线电流负峰值对应永磁同步电机的转子位置角度为0° 。
9.一种单直流母线电流采样大惯量永磁同步电机带速重投系统，包括计算机设备，该计算机设备包括相互连接的微处理器和存储器，其特征在于，该计算机设备的微处理器被编程或配置以执行权利要求1～8中任意一项所述单直流母线电流采样大惯量永磁同步电机带速重投方法的步骤，或者该计算机设备的存储器中存储有被编程或配置以执行权利要求1～8中任意一项所述单直流母线电流采样大惯量永磁同步电机带速重投方法的计算机程序。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，该计算机可读存储介质中存储有被编程或配置以执行权利要求1～8中任意一项所述单直流母线电流采样大惯量永磁同步电机带速重投方法的计算机程序。
CN202011033443.2A 2020-09-27 2020-09-27 单直流母线电流采样大惯量永磁同步电机带速重投方法 Active CN112202369B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011033443.2A CN112202369B (zh) 2020-09-27 2020-09-27 单直流母线电流采样大惯量永磁同步电机带速重投方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011033443.2A CN112202369B (zh) 2020-09-27 2020-09-27 单直流母线电流采样大惯量永磁同步电机带速重投方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112202369A CN112202369A (zh) 2021-01-08
CN112202369B true CN112202369B (zh) 2021-12-03

Family

ID=74008461

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011033443.2A Active CN112202369B (zh) 2020-09-27 2020-09-27 单直流母线电流采样大惯量永磁同步电机带速重投方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112202369B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113098339B (zh) * 2021-05-20 2022-12-20 神华准格尔能源有限责任公司 无编码永磁同步电机的带速启动方法、存储介质及电子设备
CN113489402A (zh) * 2021-06-29 2021-10-08 青岛海尔空调电子有限公司 直流风机相电流检测方法、启动方法及装置

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1622447A (zh) * 2003-11-28 2005-06-01 富士电机机器制御株式会社 交流电动机的控制装置
CN102684583A (zh) * 2012-05-28 2012-09-19 西北工业大学 大惯量负载永磁同步电机驱动断电-重投控制方法及装置
CN103516281A (zh) * 2013-10-25 2014-01-15 南车株洲电力机车研究所有限公司 永磁同步电机带速重新投入的控制方法、装置及系统
CN103795306A (zh) * 2014-03-05 2014-05-14 南车株洲电力机车研究所有限公司 基于永磁同步传动系统的转子位置获取方法及装置
CN109495030A (zh) * 2018-10-22 2019-03-19 深圳市汇川技术股份有限公司 永磁同步电机转速跟踪方法、设备及计算机可读存储介质
CN109525152A (zh) * 2018-11-23 2019-03-26 广东希塔变频技术有限公司 电机驱动控制方法、装置及电路
CN110383651A (zh) * 2016-06-10 2019-10-25 Abb瑞士股份有限公司 用于同步磁阻电机的重启策略
DE102018210668A1 (de) * 2018-06-29 2020-01-02 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung einer Lage und Drehzahl eines Rotors einer elektrischen Maschine
CN211557184U (zh) * 2019-12-20 2020-09-22 江苏东成工具科技有限公司 一种无刷电机控制机构

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1622447A (zh) * 2003-11-28 2005-06-01 富士电机机器制御株式会社 交流电动机的控制装置
CN102684583A (zh) * 2012-05-28 2012-09-19 西北工业大学 大惯量负载永磁同步电机驱动断电-重投控制方法及装置
CN103516281A (zh) * 2013-10-25 2014-01-15 南车株洲电力机车研究所有限公司 永磁同步电机带速重新投入的控制方法、装置及系统
CN103795306A (zh) * 2014-03-05 2014-05-14 南车株洲电力机车研究所有限公司 基于永磁同步传动系统的转子位置获取方法及装置
CN110383651A (zh) * 2016-06-10 2019-10-25 Abb瑞士股份有限公司 用于同步磁阻电机的重启策略
DE102018210668A1 (de) * 2018-06-29 2020-01-02 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung einer Lage und Drehzahl eines Rotors einer elektrischen Maschine
CN109495030A (zh) * 2018-10-22 2019-03-19 深圳市汇川技术股份有限公司 永磁同步电机转速跟踪方法、设备及计算机可读存储介质
CN109525152A (zh) * 2018-11-23 2019-03-26 广东希塔变频技术有限公司 电机驱动控制方法、装置及电路
CN211557184U (zh) * 2019-12-20 2020-09-22 江苏东成工具科技有限公司 一种无刷电机控制机构

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Restart Strategy for Scalar Controlled Synchronous Reluctance Machine Driving a High-Inertia Load with a Single DC-link Current Sensor;Kibok Lee, et al.;《2019 10th International conference on Power electronics and ECCE Asia (ICPE 2019-ECCE Asia)》;20190815;第1-7页 *
基于母线电流起动的车用BLDCM控制系统设计与实现;张斯其，等;《微特电机》;20171231;第45卷(第1期);第44-48页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN112202369A (zh) 2021-01-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
USRE42200E1 (en) Fault handling of inverter driven PM motor drives
JP3636340B2 (ja) 交流回転機用電力変換装置
US9093941B2 (en) Determining commutation position for a sensorless permanent magnet brushless motor at low or zero speed using an asymmetric drive pattern
JP4406552B2 (ja) 電動機の制御装置
Shao et al. Fault-tolerant control of position signals for switched reluctance motor drives
CN110752799B (zh) 无刷直流电机双模控制的切换方法及切换系统
CN112202369B (zh) 单直流母线电流采样大惯量永磁同步电机带速重投方法
JPWO2006112033A1 (ja) 交流モータ制御装置
CN109098998A (zh) 外挂式无位置传感器无刷直流风机的启动控制方法
CN109495030A (zh) 永磁同步电机转速跟踪方法、设备及计算机可读存储介质
CN110535378B (zh) 无刷直流电机高精度换相控制的方法及系统
CN113131805B (zh) 一种无刷直流电机的控制装置及方法
WO2013176908A1 (en) Circuit and method for sensorless control of a permanent magnet brushless motor during the start-up
WO2015033651A1 (ja) 制御装置およびそれを用いた交流電動機システム
CN103684140A (zh) 无刷直流电机及其转子位置定位方法、启动方法
US8664905B2 (en) Control of brushless motor
JP4661535B2 (ja) 同期電動機の再始動方式
CN105490612B (zh) 开关磁阻电机无位置传感器控制方法和系统
CN108540020B (zh) 无刷直流电动机控制和方法
JP5405224B2 (ja) モータ駆動装置、及びモータに備えられたロータの相対位置の判別方法
JP6348779B2 (ja) 同期電動機の駆動システム
KR20170071260A (ko) 센서리스 모터의 저속 구간 위치 검출 시스템 및 방법
Li et al. A new sensorless control method for brushless permanent magnet DC motors
JP6988247B2 (ja) 回転電機の制御装置
CN203617942U (zh) 无位置传感器永磁同步电动机直驱装置

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