CN114598222A - 一种电机启动控制方法及系统 - Google Patents

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Qingdao Haier Air Conditioning Electric Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种电机启动控制方法及系统，通过在速度开环切闭环时控制观测器输出的转子位置θ满足θ=k*θ1+(1‑k)*θ2；在k为1时进入速度闭环运行阶段，防止开环切闭环时电流震荡，保证电机稳定运行。

Description

一种电机启动控制方法及系统
技术领域
本发明属于电机技术领域，具体地说，是涉及一种电机启动控制方法及系统。
背景技术
随着现代永磁材料技术的不断提高，永磁同步电机已经广泛应用于各行各业产品中，例如汽车发动机，空调压缩机，工厂车床，工业机器人等。永磁同步电机虽然体积小，性能强，但其本身是一个复杂的非线性系统，对驱动技术要求较高。
目前空调中的电机驱动主要使用无传感器FOC矢量控制算法，在启动阶段分为三步，转子定位，开环强拖，闭环控制正常运行。该算法在开环切闭环时，由于旋转角度从开环给定角度变为无传感器算法的观测角度，若算法不对此处做处理，在切换的一瞬间极易出现电流震荡，若观测角度和实际角度误差很大，则会造成启动失败，电机失步过流。
目前有方案提出采用给定恒定转矩启动的方式，但该方法从本质上讲仍属于开环控制，将电机拖到某一速度直接切闭环，并不能解决电流震荡的问题。也有采用高频注入方式启动电机，但该方法存在一个致命的缺点，算法结构本身过于依赖反电动势的检测，电机启动转速过低，检测反电动势不准确一定会造成电机失步。
当前技术方案针对开环切闭环电流震荡的问题未作详细说明，普遍做法是通过电机匹配，开环控制，拖动电机到开环设定的固定转速，然后认为开环控制设定的转速即为电机的实际转速，将该值直接赋给FOC无速度传感器算法观测的角度，后续误差通过PI控制调节，使实际速度和观测速度一致。虽然该法技术实现简单，也可以驱动电机正常动作，但条件还是比较严苛的，要求电机开环拖动到的速度和实际转速之间的误差一定要小，否则一定会造成电流震荡，电机失步，即使误差较小，切换成功，也可看到在切换点处有一个较大的电流波动。
发明内容
本发明提供了一种电机启动控制方法，解决了开环切闭环时电流震荡的问题。
为达到上述技术目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种电机启动控制方法，包括：
在速度开环切闭环过程中，控制观测器输出的转子位置θ满足：
θ＝k*θ1+(1-k)*θ2；
其中，θ1为转子位置的实际观测值；
θ2为速度开环运行的转子位置的给定值；
k为权重，k的初始值为0，在速度开环切闭环过程中，k由0逐渐增大为1；
当k为1时，进入速度闭环运行阶段。
本申请一些实施例中，k为时间t的线性函数。
本申请一些实施例中，转子位置给定值θ2＝ωr*T；ωr为速度开环运行的转子速度给定值，T为载波周期。
本申请一些实施例中，在速度开环运行阶段，通过MTPA计算d轴电流设定值idr，计算公式为：
Figure BDA0003557078810000021
其中，
Figure BDA0003557078810000022
为磁通量；Lq为q轴电感；Ld为d轴电感；iqr为q轴电流设定值。
本申请一些实施例中，在速度闭环运行阶段，通过MTPA计算d轴电流设定值idr，计算公式为：
Figure BDA0003557078810000031
其中，
Figure BDA0003557078810000032
为磁通量；Lq为q轴电感；Ld为d轴电感；iqr为q轴电流设定值；
或者，在速度闭环运行阶段，通过弱磁计算d轴电流设定值idr，计算公式为：
Figure BDA0003557078810000033
Figure BDA0003557078810000034
其中，
Figure BDA0003557078810000035
为磁通量；Lq为q轴电感；Ld为d轴电感；iqr为q轴电流设定值；Vom为母线电压设定值；ω为电机实际转速。
本申请一些实施例中，在速度闭环运行阶段，通过MTPA和弱磁分别计算d轴电流设定值idr；
比较两种方式计算出的d轴电流设定值，选择较大的值作为最终的d轴电流设定值。
本申请一些实施例中，在速度闭环运行阶段，
当电机实际转速小于设定阈值时，通过MTPA计算d轴电流设定值idr；
当电机实际转速不小于设定阈值时，通过弱磁计算d轴电流设定值idr。
一种电机启动控制系统，包括：
转子位置输出控制模块，其用于在速度开环切闭环过程中，控制观测器输出的转子位置θ满足：
θ＝k*θ1+(1-k)*θ2；
其中，θ1为转子位置的实际观测值；
θ2为速度开环运行的转子位置的给定值；
k为权重，k的初始值为0，在速度开环切闭环过程中，k由0逐渐增大为1；
闭环控制模块，用于在k为1时，控制电机进入速度闭环运行阶段。
本申请一些实施例中，所述系统还包括：
第一d轴电流计算模块，用于计算d轴电流设定值idr，计算公式为：
Figure BDA0003557078810000041
其中，
Figure BDA0003557078810000042
为磁通量；Lq为q轴电感；Ld为d轴电感；iqr为q轴电流设定值；
第二d轴电流计算模块，用于计算d轴电流设定值idr，计算公式为：
Figure BDA0003557078810000043
Figure BDA0003557078810000044
其中，
Figure BDA0003557078810000045
为磁通量；Lq为q轴电感；Ld为d轴电感；iqr为q轴电流设定值；Vom为母线电压设定值；ω为电机实际转速；
比较判断模块，用于在速度开环运行阶段，选择第一d轴电流计算模块计算出的d轴电流设定值idr；
还用于在速度闭环运行阶段，比较第一d轴电流计算模块和第二d轴电流计算模块计算出的d轴电流设定值，选择较大的值作为最终的d轴电流设定值；
或者，在速度闭环运行阶段，当电机实际转速小于设定阈值时，选择第一d轴电流计算模块计算出的d轴电流设定值idr；当电机实际转速不小于设定阈值时，选择第二d轴电流计算模块计算出的d轴电流设定值idr。
一种电机启动控制系统，包括：
存储器，存储有计算机程序；
处理器，用于运行所述计算机程序，所述计算机程序运行时执行所述的电机启动控制方法。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明的电机启动控制方法及系统，通过在速度开环切闭环时控制观测器输出的转子位置θ满足θ＝k*θ1+(1-k)*θ2；在k为1时进入速度闭环运行阶段，防止开环切闭环时电流震荡，保证电机稳定运行。
结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是闭环阶段电机控制框图；
图2是开环阶段电机控制框图；
图3本发明所提出的电机启动控制方法的一个实施例的流程图；
图4本发明所提出的电机启动控制系统的一个实施例的电路框图。
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，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
针对目前开环切闭环时电流震荡的问题，本发明提出了一种电机启动控制方法及系统，解决了开环切闭环瞬间电流震荡的问题。下面，结合附图对本发明的电机启动控制方法及系统进行详细说明。
实施例一、
参见图1所示的FOC控制框图，在速度闭环阶段，FOC矢量控制原理为：
将转子速度给定值ωr与实际转速ω的差值输入速度环PI控制器，得到q轴电流设定值iqr；然后将q轴电流设定值iqr与q轴电流实际测量值iq的差值输入电流环PI控制器，得到q轴电压Vq；
由MTPA或弱磁控制计算出d轴电流设定值idr；将d轴电流设定值idr与d轴电流实际测量值id的差值输入电流环PI控制器，得到d轴电压Vd；
q轴电压Vq和d轴电压Vd通过逆park变换模块转换为两相静止坐标系下的α轴电压Vα和β轴电压Vβ；然后通过SVPWM控制模块求得电机的三相电压Vu、Vv、Vw。
其中，通过AD采样模块采集电机三相电流Iu、Iv、Iw，经clark变换模块转换为两相静止坐标系下的α轴电流Iα和β轴电流Iβ，然后经park变换模块转换为旋转坐标系下的id为iq。
θ为转子位置(转子角度)，为d轴和供电电源a相的夹角。
通过速度位置检测观测器计算出电机的转子角度θ和实际转速ω。
参见图2所示的开环控制的控制框图，在开环运行过程中，电流环闭环，而速度环处于开环状态。
在开环运行时，不检测实际转速ω，而是默认实际转速ω等于速度给定值ωr，q轴电流设定值iqr为定值，d轴电流设定值idr为定值，通过与实际测量值作比较做电流闭环控制，通过电流环、逆park模块、SVPWM控制模块求出电机三相的输出电压。
传统开环切闭环方式为在某个时间点直接切入闭环，该种方法若强拖速度和实际速度存在较大误差则必然会导致电流震荡、电机失步。为了解决开环切闭环导致的电流震荡问题，本实施例采用一种逐次逼近的方式，通过加权运算，让切换过程由开环逐渐切到闭环阶段，而非直接切换。
本实施例采用逐渐切入闭环的控制策略，通过加权控制方式，让观测器的输出角度和实际运转角度基本一致时再切入闭环，可有效解决开环切闭环瞬间电流震荡的问题。
本实施例的电机启动控制方法，包括下述步骤，参见图3所示。
步骤S1：在速度开环切闭环过程中，控制观测器输出的转子位置θ满足：
θ＝k*θ1+(1-k)*θ2；
其中，θ1为转子位置的实际观测值；是转子的实际角度。
θ2为速度开环运行的转子位置给定值。
k为权重，k的初始值为0，k的区间为[0，1]。
在速度开环切闭环的过程中，k由0逐渐增大为1，则θ的值由θ2逐渐变为θ1。
本申请一些实施例中，k为时间t的线性函数。在速度开环切闭环的过程中，k由0逐渐线性增大至1，以保证θ稳定变化，进而保证电机电流稳定变化，防止电流震荡。
例如，k＝t，t的初始值为0，单位为秒，t由0变为1时，k由0增大为1，θ的值由θ2逐渐变为θ1。在1秒的时间内，由开环切为闭环。
步骤S2：当k为1时，进入速度闭环运行阶段。
当k＝1时，θ与θ1的值相等。即观测器输出的转子位置与实际转子位置一致，此时进入闭环运行，防止产生电流震荡。
本实施例的电机启动控制方法，通过在速度开环切闭环时控制观测器输出的转子位置θ满足θ＝k*θ1+(1-k)*θ2；在k为1时进入速度闭环运行阶段，防止开环切闭环时电流震荡，保证电机稳定运行。
本实施例的电机启动控制方法，在电机开环强拖阶段也进行FOC矢量运算，计算转子位置的实际观测值θ1，同时记录开环强拖阶段的转子位置给定值θ2，在开环切闭环时，θ＝k*θ1+(1-k)*θ2，在开环和闭环控制之间增加一个过渡过程，由开环控制平稳切向闭环控制，主要解决电机驱动由开环强拖切换到闭环控制电流震荡、转速不稳的问题。
本实施例在开环强拖过程中也进行角度观测，记为θ1，在切闭环过程中观测器输出的角度满足θ＝k*θ1+(1-k)*θ2。式中θ1为当前速度位置检测观测器观测到的值，θ2为开环拖动的给定值，k为设定的权重，k值是随时间变化的，是时间的一个线性函数，初始值为0，线性增加为1。这样就使开环切闭环由一个时间点变为了一个将近过程，待观测器输出角度和电机实际角度完全一致时再切入闭环，可以有效避免直接切入闭环引起的电流震荡，通过实际测试，满足设计需求，切闭环波形平稳未发生大幅突变。
本实施例的电机控制方法，主要通过调整启动逻辑，在启动开环强拖阶段，也进行速度观测并记录为θ1，同时记录开环状态的给定速度为θ2，在切入闭环时增加一个渐变过程，让观测器输出的角度满足θ＝k*θ1+(1-k)*θ2，由开环缓慢切入闭环。k为时间的线性函数，取值区间[0，1]，由0线性增加为1，当k为1时，完全切入闭环，证明观测器输出角度和电机实际角度一致，该方法可有效避免开环切闭环时电流超调的问题。
本实施例的电机启动控制方法，在开环切闭环时，将时间点变为了时间段，通过加权算法控制，渐近切入闭环，确保观测器输出的角度和电机实际角度不存在误差。采用该方法做驱动控制，可有效避免切闭环时由于观测器输出角度和实际角度之间误差较大带来电流震荡，可保证电机平稳光滑的由开环切入闭环控制。
在开环切闭环时，观测器的观测值为θ1，观测器的输出值为θ。在进入闭环后，观测器的观测值等于输出值。
本申请一些实施例中，k在每个载波周期T的步长相等，使得k稳定变大，保证电机电流稳定性，防止电流震荡。
假设，k从0增至1经过了1秒，则k从0增至1所经过的载波周期个数n＝1/T；即，经过n个载波周期，k从0增至1。每个载波周期内，k的增量为1/n。
例如，载波频率f为6000Hz，载波周期T＝1/f＝166us，每166us会进行一次矢量运算。n＝1/T＝6000，每个载波周期内，k的增量为1/6000。
第1个载波周期，k＝1/6000；
第2个载波周期，k＝2/6000；
第3个载波周期，k＝3/6000；
……
第6000个载波周期，k＝6000/6000＝1；
因此，假设用km表示在开环切闭环过程中的第m个载波周期时k的值；1≤m≤n；则km＝m×T。
本申请一些实施例中，转子位置给定值θ2＝ωr*T；ωr为速度开环运行的转子速度给定值，T为载波周期。通过该公式，可以直接简单快速准确地计算出θ2。
本申请一些实施例中，在速度开环运行阶段，通过MTPA计算d轴电流设定值idr，计算公式为：
Figure BDA0003557078810000101
其中，
Figure BDA0003557078810000102
为磁通量；Lq为q轴电感；Ld为d轴电感；iqr为q轴电流设定值。由于在开环运行时默认实际转速ω等于速度给定值ωr，因此通过速度环PI控制器计算得出iqr。
通过上述公式计算出开环运行阶段时的d轴电流设定值idr，保证电机在开环阶段稳定运行。
本申请又一些实施例中，在速度闭环运行阶段，通过MTPA计算d轴电流设定值idr，计算公式为：
Figure BDA0003557078810000103
其中，
Figure BDA0003557078810000104
为磁通量；Lq为q轴电感；Ld为d轴电感；iqr为q轴电流设定值，通过速度环PI控制器计算得出iqr。
通过上述公式计算出闭环运行阶段时的d轴电流设定值idr，保证电机在闭环阶段正常稳定运行。
本申请又一些实施例中，在速度闭环运行阶段，通过弱磁计算d轴电流设定值idr，计算公式为：
Figure BDA0003557078810000111
Figure BDA0003557078810000112
其中，
Figure BDA0003557078810000113
为磁通量；Lq为q轴电感；Ld为d轴电感；iqr为q轴电流设定值，通过速度环PI控制器计算得出iqr。Vom为母线电压设定值；ω为电机实际转速。
通过上述公式计算出闭环运行阶段时的d轴电流设定值idr，保证电机在闭环阶段正常稳定运行。
通过公式
Figure BDA0003557078810000114
推导出通过弱磁计算d轴电流设定值idr的计算公式。
本申请一些实施例中，本实施例的电机启动控制方法还包括下述步骤：
(11)在速度闭环运行阶段，通过MTPA和弱磁两种方式分别计算出d轴电流设定值idr。
(12)然后比较两种方式计算出的d轴电流设定值的大小，选择较大的值作为最终的d轴电流设定值。
因为在闭环阶段电机转速较高，所以选择较大的d轴电流设定值，以保证电机的正常运行。
本申请又一些实施例中，本实施例的电机启动控制方法还包括下述步骤：
(21)在速度闭环运行阶段，检测电机实际转速。
(22)当电机实际转速小于设定阈值时，通过MTPA计算d轴电流设定值idr；当电机实际转速不小于设定阈值时，通过弱磁计算d轴电流设定值idr。
根据电机实际转速的大小，选择d轴电流设定值的计算公式，既保证电机正常运行，又避免浪费能源。
实施例二、
基于上述实施例一的电机启动控制方法的设计，本实施例二还提出了一种电机启动控制系统，包括转子位置输出控制模块、闭环控制模块等，参见图4所示。
转子位置输出控制模块，其用于在速度开环切闭环过程中，控制观测器输出的转子位置θ满足：θ＝k*θ1+(1-k)*θ2；
其中，θ1为转子位置的实际观测值；
θ2为速度开环运行的转子位置的给定值；
k为权重，k的初始值为0，在速度开环切闭环过程中，k由0逐渐增大为1。
闭环控制模块，用于在k为1时，控制电机进入速度闭环运行阶段。
本申请一些实施例中，电机启动控制系统还包括第一d轴电流计算模块、第二d轴电流计算模块、比较判断模块等，参见图4所示。
第一d轴电流计算模块，用于计算d轴电流设定值idr，计算公式为：
Figure BDA0003557078810000121
其中，
Figure BDA0003557078810000122
为磁通量；Lq为q轴电感；Ld为d轴电感；iqr为q轴电流设定值。
第二d轴电流计算模块，用于计算d轴电流设定值idr，计算公式为：
Figure BDA0003557078810000123
Figure BDA0003557078810000124
其中，
Figure BDA0003557078810000131
为磁通量；Lq为q轴电感；Ld为d轴电感；iqr为q轴电流设定值；Vom为母线电压设定值；ω为电机实际转速。
比较判断模块，用于在速度开环运行阶段，选择第一d轴电流计算模块计算出的d轴电流设定值idr；
还用于在速度闭环运行阶段，比较第一d轴电流计算模块和第二d轴电流计算模块计算出的d轴电流设定值，选择较大的值作为最终的d轴电流设定值；
或者，在速度闭环运行阶段，当电机实际转速小于设定阈值时，选择第一d轴电流计算模块计算出的d轴电流设定值idr；当电机实际转速不小于设定阈值时，选择第二d轴电流计算模块计算出的d轴电流设定值idr。
具体的电机启动控制系统的工作过程，已经在实施例一的电机启动控制方法中详述，此处不予赘述。
本实施例的电机启动控制系统，通过在速度开环切闭环时控制观测器输出的转子位置θ满足θ＝k*θ1+(1-k)*θ2；在k为1时进入速度闭环运行阶段，防止开环切闭环时电流震荡，保证电机稳定运行。
实施例三、
本实施例三提出了一种电机启动控制系统，包括存储器和处理器。
存储器，存储有计算机程序。
处理器，用于运行计算机程序，计算机程序运行时执行实施例一中的电机启动控制方法。
本实施例的电机启动控制系统，通过执行实施例一中的电机启动控制方法，防止开环切闭环时电流震荡，保证电机稳定运行。
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；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；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个实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种电机启动控制方法，其特征在于：包括：
在速度开环切闭环过程中，控制观测器输出的转子位置θ满足：
θ＝k*θ1+(1-k)*θ2；
其中，θ1为转子位置的实际观测值；
θ2为速度开环运行的转子位置的给定值；
k为权重，k的初始值为0，在速度开环切闭环过程中，k由0逐渐增大为1；
当k为1时，进入速度闭环运行阶段。
2.根据权利要求1所述的电机启动控制方法，其特征在于：k为时间t的线性函数。
3.根据权利要求1所述的电机启动控制方法，其特征在于：
转子位置给定值θ2＝ωr*T；ωr为速度开环运行的转子速度给定值，T为载波周期。
4.根据权利要求1所述的电机启动控制方法，其特征在于：
在速度开环运行阶段，通过MTPA计算d轴电流设定值idr，计算公式为：
Figure FDA0003557078800000011
其中，
Figure FDA0003557078800000012
为磁通量；Lq为q轴电感；Ld为d轴电感；iqr为q轴电流设定值。
5.根据权利要求1所述的电机启动控制方法，其特征在于：
在速度闭环运行阶段，通过MTPA计算d轴电流设定值idr，计算公式为：
Figure FDA0003557078800000021
其中，
Figure FDA0003557078800000022
为磁通量；Lq为q轴电感；Ld为d轴电感；iqr为q轴电流设定值；
或者，在速度闭环运行阶段，通过弱磁计算d轴电流设定值idr，计算公式为：
Figure FDA0003557078800000023
Figure FDA0003557078800000024
其中，
Figure FDA0003557078800000025
为磁通量；Lq为q轴电感；Ld为d轴电感；iqr为q轴电流设定值；Vom为母线电压设定值；ω为电机实际转速。
6.根据权利要求5所述的电机启动控制方法，其特征在于：在速度闭环运行阶段，通过MTPA和弱磁分别计算d轴电流设定值idr；
比较两种方式计算出的d轴电流设定值，选择较大的值作为最终的d轴电流设定值。
7.根据权利要求5所述的电机启动控制方法，其特征在于：在速度闭环运行阶段，
当电机实际转速小于设定阈值时，通过MTPA计算d轴电流设定值idr；
当电机实际转速不小于设定阈值时，通过弱磁计算d轴电流设定值idr。
8.一种电机启动控制系统，其特征在于：包括：
转子位置输出控制模块，其用于在速度开环切闭环过程中，控制观测器输出的转子位置θ满足：
θ＝k*θ1+(1-k)*θ2；
其中，θ1为转子位置的实际观测值；
θ2为速度开环运行的转子位置的给定值；
k为权重，k的初始值为0，在速度开环切闭环过程中，k由0逐渐增大为1；
闭环控制模块，用于在k为1时，控制电机进入速度闭环运行阶段。
9.根据权利要求8所述的电机启动控制系统，其特征在于：所述系统还包括：
第一d轴电流计算模块，用于计算d轴电流设定值idr，计算公式为：
Figure FDA0003557078800000031
其中，
Figure FDA0003557078800000032
为磁通量；Lq为q轴电感；Ld为d轴电感；iqr为q轴电流设定值；
第二d轴电流计算模块，用于计算d轴电流设定值idr，计算公式为：
Figure FDA0003557078800000033
Figure FDA0003557078800000034
其中，
Figure FDA0003557078800000035
为磁通量；Lq为q轴电感；Ld为d轴电感；iqr为q轴电流设定值；Vom为母线电压设定值；ω为电机实际转速；
比较判断模块，用于在速度开环运行阶段，选择第一d轴电流计算模块计算出的d轴电流设定值idr；
还用于在速度闭环运行阶段，比较第一d轴电流计算模块和第二d轴电流计算模块计算出的d轴电流设定值，选择较大的值作为最终的d轴电流设定值；
或者，在速度闭环运行阶段，当电机实际转速小于设定阈值时，选择第一d轴电流计算模块计算出的d轴电流设定值idr；当电机实际转速不小于设定阈值时，选择第二d轴电流计算模块计算出的d轴电流设定值idr。
10.一种电机启动控制系统，其特征在于：包括：
存储器，存储有计算机程序；
处理器，用于运行所述计算机程序，所述计算机程序运行时执行如权利要求1～7中任一项所述的电机启动控制方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN117792175A (zh) * 2024-02-26 2024-03-29 峰岹科技(深圳)股份有限公司 三相爪极步进电机驱动方法及系统

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116582048A (zh) * 2023-04-20 2023-08-11 江南大学 一种永磁同步电机的无位置传感器控制方法
CN116582048B (zh) * 2023-04-20 2024-01-12 江南大学 一种永磁同步电机的无位置传感器控制方法
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