CN112491310B - 一种具有大惯量转子的无刷直流电机无传感器起动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有大惯量转子的无刷直流电机无传感器起动方法，包括以下步骤：步骤一，初始化；步骤二，定位；步骤三，检测；步骤四，计算；步骤五，起动；其中在上述步骤一中，根据电机额定电流和驱动器额定电流进行系统初始化，设置最大起动电流限幅Imax；其中在上述步骤二中，然后连续两次对电机注入定位电流，电流值小于Imax，持续时间1s，确保两次定位成功；该发明，采用两步定位以及限幅电流起动有利于对电机快速准确定位，避免了因电机转子初始位置零点导致的定位失败，且限幅电流保证了电机转子被拖动到指定位置，同时通过设计起动曲线，确保升频升压曲线平滑，电机不失步且外同步与自同步角度误差在在0°‑30°电角度，电机平稳升速。

Description

一种具有大惯量转子的无刷直流电机无传感器起动方法
技术领域
本发明涉及电机起动方法技术领域，具体为一种具有大惯量转子的无刷直流电机无传感器起动方法。
背景技术
具有大惯量转子的无刷直流电机无位置传感器起动时，多采用三段式开环起动，包括预定位，开环升频升压和同步切换三个阶段。大惯量转子的无刷直流电机起动时间长，高频干扰大，低速阶段转子位置难以检测，因此一些传统的三段式无位置起动方法难以在具有大惯量转子的无刷直流电机应用，目前，具有大惯量转子的无刷直流电机无位置传感器起动具有以下几种方案：一是高频脉冲注入法，利用高频电流注入电机三相绕组，检测非导通相电流估算转子位置；但在使用时需要电机转子具有凸极效应，对于小电枢电机注入电流的大小和频率难以确定，需经过多次离线试验确定起动参数；二是闭环三段式起动，但需添加额外的电流或转矩传感器，起动阶段高频电流干扰强，电流和转矩无法精确测量和计算，实用时受检测精度影响，降低了成功率；三是开环三段式起动，但在使用时，起动时间长，负载变化时需重新调整参数，起动可靠性差，因此设计一种具有大惯量转子的无刷直流电机无传感器起动方法是很有必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有大惯量转子的无刷直流电机无传感器起动方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种具有大惯量转子的无刷直流电机无传感器起动方法，包括以下步骤：步骤一，初始化；步骤二，定位；步骤三，检测；步骤四，计算；步骤五，起动；
其中在上述步骤一中，根据电机额定电流和驱动器额定电流进行系统初始化，设置最大起动电流限幅Imax；
其中在上述步骤二中，然后连续两次对电机注入定位电流，电流值小于Imax，持续时间1s，确保两次定位成功；
其中在上述步骤三中，通过检测电路阈值电压和电机反电动势函数设计起动曲线，确保升频升压曲线平滑；
其中在上述步骤四中，根据检测电路阈值电压反推电机最小反电动势幅值，计算最小同步切换转速Vmin，将电机升频后转速大于等于KVmin，可通过计算电机不同转速下自由降速时间确定；
其中在上述步骤五中，电机自由降速，控制等待T秒后即可检测到无干扰的电机转子位置信号，可通过计算电机不同转速下自由降速时间确定，连续3次检测到位置信号，进行电机外同步到自同步的切换，完成电机起动。
根据上述技术方案，所述步骤三中，电机不失步且外同步与自同步角度误差在在0°-30°电角度。
根据上述技术方案，所述步骤四中，K为切换系数。
根据上述技术方案，所述步骤五中，T为切换时间系数。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：该发明，采用两步定位以及限幅电流起动有利于对电机快速准确定位，避免了因电机转子初始位置零点导致的定位失败，且限幅电流保证了电机转子被拖动到指定位置，且不过流，同时通过设计起动曲线，确保升频升压曲线平滑，电机不失步且外同步与自同步角度误差在在0°-30°电角度，电机平稳升速，其次通过设置电机自由降速滤除了高频电流和工频电对电机转子位置检测的影响，提高了电机起动成功率。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的方法流程图；
图2是本发明的实施流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种具有大惯量转子的无刷直流电机无传感器起动方法，包括以下步骤：步骤一，初始化；步骤二，定位；步骤三，检测；步骤四，计算；步骤五，起动；
其中在上述步骤一中，根据电机额定电流和驱动器额定电流进行系统初始化，设置最大起动电流限幅Imax；
其中在上述步骤二中，然后连续两次对电机注入定位电流，电流值小于Imax，持续时间1s，确保两次定位成功；
其中在上述步骤三中，通过检测电路阈值电压和电机反电动势函数设计起动曲线，确保升频升压曲线平滑，电机不失步且外同步与自同步角度误差在在0°-30°电角度；
其中在上述步骤四中，根据检测电路阈值电压反推电机最小反电动势幅值，计算最小同步切换转速Vmin，将电机升频后转速大于等于KVmin，K为切换系数，可通过计算电机不同转速下自由降速时间确定；
其中在上述步骤五中，电机自由降速，控制等待T秒后即可检测到无干扰的电机转子位置信号，T为切换时间系数，可通过计算电机不同转速下自由降速时间确定，连续3次检测到位置信号，进行电机外同步到自同步的切换，完成电机起动。
基于上述，本发明的优点在于，本发明，通过两步定位以及限幅电流起动有利于对电机快速准确定位，避免了因电机转子初始位置零点导致的定位失败，同时通过设计起动曲线，确保升频升压曲线平滑，电机不失步且外同步与自同步角度误差在在0°-30°电角度，电机平稳升速，且利用电机不同转速下自由降速，有利于滤除了高频电流和工频电对电机转子位置检测的影响，从而提高了电机起动成功率。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种具有大惯量转子的无刷直流电机无传感器起动方法，包括以下步骤：步骤一，初始化；步骤二，定位；步骤三，检测；步骤四，计算；步骤五，起动；其特征在于：
其中在上述步骤一中，根据电机额定电流和驱动器额定电流进行系统初始化，设置最大起动电流限幅Imax；
其中在上述步骤二中，然后连续两次对电机注入定位电流，电流值小于Imax，持续时间1s，确保两次定位成功；
其中在上述步骤三中，通过检测电路阈值电压和电机反电动势函数设计起动曲线，确保升频升压曲线平滑；
其中在上述步骤四中，根据检测电路阈值电压反推电机最小反电动势幅值，计算最小同步切换转速Vmin，将电机升频后转速大于等于KVmin，K为切换系数，可通过计算电机不同转速下自由降速时间确定；
其中在上述步骤五中，电机自由降速，控制等待T秒后即可检测到无干扰的电机转子位置信号，T为切换时间系数，可通过计算电机不同转速下自由降速时间确定，连续3次检测到位置信号，进行电机外同步到自同步的切换，完成电机起动。
2.根据权利要求1所述的一种具有大惯量转子的无刷直流电机无传感器起动方法，其特征在于：所述步骤三中，电机不失步且外同步与自同步角度误差在在0°-30°电角度。
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