一种调整内置式永磁同步电机转子初始位置的系统技术方案

本发明专利技术公开了一种调整内置式永磁同步电机转子初始位置的方法及系统，该方法包括：设定磁链位置角为零，向内置式永磁同步电机施供电，将电机停止转动后转子位置作为候选转子初始位置；根据候选转子初始位置获取磁链位置角；获取转子开始转动时对应的正交轴电流值，以及转子开始转动时对应的负交轴电流值；判断正交轴电流值与负交轴电流值的绝对值的差值是否小于差值阈值，如果是，以候选转子初始位置作为转子初始位置；如果否，判断差值是否为正，如果是，将候选转子初始位置更新为候选转子初始位置与预设修正步长之和，如果否，将候选转子初始位置更新为候选转子初始位置与预设修正步长之差。利用本发明专利技术可解决现有转子初始位置的精度不高的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种调整内置式永磁同步电机转子初始位置的方法及系统
本专利技术涉及电机控制
，特别涉及一种调整内置式永磁同步电机转子初始位置的方法及系统。
技术介绍
永磁同步电机功耗低，效率高、调速范围宽，而内置式永磁同步电机不但存在永磁转矩，而且存在磁阻转矩，使其广泛应用于电动汽车领域。为了使得内置式永磁同步电机达到优良的控制性能，现代电机控制多对内置式永磁同步电机进行矢量控制，而内置式永磁同步电机的矢量控制离不开转子磁极的准确定向，所以必须对内置式永磁同步电机的转子初始位置进行辨识。若辨识不准确，可能会造成内置式永磁同步电机不能正常启动、失步，并且会大大降低电机效率。如图1所示，为现有技术内置式永磁同步电机通电前的转子位置。转子位置角度一般定义为旋转坐标系的直轴(d轴)与三相静止坐标系的A轴的夹角，两轴重合时θ＝0。目前多采用的方法是磁极预定位法，电机轴上安装有位置传感器，通过对电机通入固定方向的电流，若电机的磁极方向与该固定方向存在偏差，就会产生电磁转矩，在电磁转矩的作用下，会将电机的磁极吸合到此固定的位置下，再读取位置传感器的位置信号即是内置式永磁同步电机的转子初始位置，一般将电流的固定方向选为电机A轴方向。图1中，在αβ坐标系下，A轴与α轴重合，假设电机转子停在任意位置θd，位置传感器零点的角度为θe，当给定子施加一个直轴方向为0的电流矢量时，转子磁极会旋转吸合到A的位置停止。如图2所示，为现有技术内置式永磁同步电机通电后的转子位置。此时测出位置传感器的实际位置为转子初始位置θinit，则θinit即为转子的初始位置角。但是，采用这种检测位置的方式，由于内置式永磁同步电机定转子磁场产生转矩机理与两者夹角正弦值成正比，当角度接近零时，输出转矩同时趋于零；同时由于内置式永磁同步电机的定位转矩(齿槽转矩)的存在，使得检测的角度难以达到绝对零点，从而在一定程度上影响了转子初始位置的检测精度。
技术实现思路
本专利技术提供了一种调整内置式永磁同步电机转子初始位置的方法及系统，解决现有技术调整内置式永磁同步电机的转子初始位置的精度无法满足实际需求的问题。本专利技术提供了一种调整内置式永磁同步电机转子初始位置的方法，包括：步骤S01，设定磁链位置角为零，并向内置式永磁同步电机施加预设的直轴电流，将内置式永磁同步电机停止转动后的转子位置作为候选转子初始位置；步骤S02，根据候选转子初始位置及实时获取的当前转子位置计算磁链位置角；步骤S03，更新磁链位置角，并向内置式永磁同步电机施加正交轴电流使得转子正向转动，得到转子开始转动时对应的正交轴电流值，以及向内置式永磁同步电机施加负交轴电流使得转子反向转动，得到转子开始转动时对应的负交轴电流值；步骤S04，判断转子开始转动时对应的正交轴电流值的绝对值与负交轴电流值的绝对值的差值是否小于差值阈值，如果是，则以候选转子初始位置作为转子初始位置，如果否，则执行步骤S05；步骤S05，判断差值是否为正，如果是，则将候选转子初始位置更新为候选转子初始位置与预设修正步长之和，然后执行步骤S02，如果否，则将候选转子初始位置更新为候选转子初始位置与预设修正步长之差，然后执行步骤S02。优选地，所述向内置式永磁同步电机施加正交轴电流使得转子正向转动，得到转子开始转动时对应的正交轴电流值包括：按照第一设定周期以预设第一步长，逐步增加向内置式永磁同步电机施加的正交轴电流；当转子开始正向转动时，获取施加的正交轴电流值。优选地，所述向内置式永磁同步电机施加负交轴电流使得转子反向转动，得到转子开始转动时对应的负交轴电流值包括：按照第二设定周期以预设第二步长，逐步增加向内置式永磁同步电机施加的负交轴电流；当转子开始反向转动时，获取施加的负交轴电流值。优选地，所述方法还包括：在向内置式永磁同步电机供电之后，检测转子的转速；当转子的转速≥设定转速阈值时，停止向内置式永磁同步电机供电。优选地，所述方法还包括：在以候选转子初始位置作为转子初始位置之后，存储所述转子初始位置。相应地，本专利技术还提供了一种调整内置式永磁同步电机转子初始位置的系统，包括：分别与待调整内置式永磁同步电机相连的旋转变压器、逆变桥单元、和坐标变换单元，逆变桥单元还分别与坐标变换单元、和占空比计算单元相连，旋转变压器的另一端和磁链位置角计算单元相连，坐标变换单元还分别与磁链位置角计算单元、反park变换单元、交轴电流控制器、和直轴电流控制器相连，反park变换单元还分别与磁链位置角计算单元、占空比计算单元、交轴电流控制器、和直轴电流控制器相连，交轴电流控制器的另一端与交轴电流给定单元相连，交轴电流给定单元的另一端与正负电流判断单元相连，正负电流判断单元的另一端与初始位置调整单元相连，初始位置调整单元的另一端与磁链位置角计算单元相连；坐标变换单元用于将内置式永磁同步电机在三相坐标系下的三相电流转换成旋转坐标系下的两相电流，并分别作为直轴电流控制器的反馈电流、和交轴电流控制器的反馈电流；交轴电流给定单元用于向交轴电流控制器输出预设的正交轴电流、或负交轴电流；交轴电流控制器用于根据接收的预设的交轴电流、和反馈电流得到参考电压矢量；直轴电流控制器用于根据接收的预设的直轴电流、和反馈电流得到参考电压矢量；反park变换单元和占空比计算单元用于根据接收的参考电压矢量、和磁链位置角得到逆变桥单元的各功率器件的占空比，控制逆变桥单元的通断以控制内置式永磁同步电机转子的正向旋转或反向旋转；磁链位置角计算单元用于在调整转子初始位置开始时设定磁链位置角为零，以及在调整过程中根据转子初始位置及当前转子位置获取磁链位置角，并向坐标变换单元、和反park变换单元发送磁链位置角；旋转变压器用于将内置式永磁同步电机停止转动后的转子位置作为候选转子初始位置，以及实时获取当前转子位置；正负电流判断单元用于判断转子开始转动时对应的正交轴电流值的绝对值与负交轴电流值的绝对值的差值是否小于差值阈值，如果是，则控制初始位置调整单元以候选转子初始位置作为转子初始位置，如果否，则正负电流判断单元判断差值是否为正，如果是，则控制初始位置调整单元将候选转子初始位置更新为候选转子初始位置与预设修正步长之和，如果否，则控制初始位置调整单元将候选转子初始位置更新为候选转子初始位置与预设修正步长之差。优选地，所述交轴电流给定单元具体用于按照第一设定周期以预设第一步长，逐步增加输出的正交轴电流；所述正负电流判断单元具体用于当转子开始正向转动时，获取施加的正交轴电流值。优选地，所述交轴电流给定单元具体用于按照第二设定周期以预设第二步长，逐步增加输出的负交轴电流；所述正负电流判断单元具体用于当转子开始反向转动时，获取施加的负交轴电流值。优选地，所述系统还包括：转速传感器，用于采集内置式永磁同步电机转子的转速；所述交轴电流给定单元具体用于当转子的转速≥设定转速阈值时，停止供电；所述直轴电流控制器具体用于当转子的转速≥设定转速阈值时，停止供电。优选地，所述系统还包括：与初始位置调整单元相连的存储器，用于在以候选转子初始位置作为转子初始位置之后，存储所述转子初始位置。本专利技术提供的一种调整内置式永磁同步电机转子初始位置的方法及系统，由于本专利技术方案在获取转子初始位置之后，通过分别给电机施加正交轴电流和负交轴电流，获取转本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种调整内置式永磁同步电机转子初始位置的方法，其特征在于，包括：步骤S01，设定磁链位置角为零，并向内置式永磁同步电机施加预设的直轴电流，将内置式永磁同步电机停止转动后的转子位置作为候选转子初始位置；步骤S02，根据候选转子初始位置及实时获取的当前转子位置计算磁链位置角；步骤S03，更新磁链位置角，并向内置式永磁同步电机施加正交轴电流使得转子正向转动，得到转子开始转动时对应的正交轴电流值，以及向内置式永磁同步电机施加负交轴电流使得转子反向转动，得到转子开始转动时对应的负交轴电流值；步骤S04，判断转子开始转动时对应的正交轴电流值的绝对值与负交轴电流值的绝对值的差值是否小于差值阈值，如果是，则以候选转子初始位置作为转子初始位置，如果否，则执行步骤S05；步骤S05，判断差值是否为正，如果是，则将候选转子初始位置更新为候选转子初始位置与预设修正步长之和，然后执行步骤S02，如果否，则将候选转子初始位置更新为候选转子初始位置与预设修正步长之差，然后执行步骤S02。

【技术特征摘要】
1.一种调整内置式永磁同步电机转子初始位置的方法，其特征在于，包括：步骤S01，设定磁链位置角为零，并向内置式永磁同步电机施加预设的直轴电流，将内置式永磁同步电机停止转动后的转子位置作为候选转子初始位置；步骤S02，根据候选转子初始位置及实时获取的当前转子位置计算磁链位置角；步骤S03，更新磁链位置角，并向内置式永磁同步电机施加正交轴电流使得转子正向转动，得到转子开始转动时对应的正交轴电流值，以及向内置式永磁同步电机施加负交轴电流使得转子反向转动，得到转子开始转动时对应的负交轴电流值；步骤S04，判断转子开始转动时对应的正交轴电流值的绝对值与负交轴电流值的绝对值的差值是否小于差值阈值，如果是，则以候选转子初始位置作为转子初始位置，如果否，则执行步骤S05；步骤S05，判断差值是否为正，如果是，则将候选转子初始位置更新为候选转子初始位置与预设修正步长之和，然后执行步骤S02，如果否，则将候选转子初始位置更新为候选转子初始位置与预设修正步长之差，然后执行步骤S02。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述向内置式永磁同步电机施加正交轴电流使得转子正向转动，得到转子开始转动时对应的正交轴电流值包括：按照第一设定周期以预设第一步长，逐步增加向内置式永磁同步电机施加的正交轴电流；当转子开始正向转动时，获取施加的正交轴电流值。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述向内置式永磁同步电机施加负交轴电流使得转子反向转动，得到转子开始转动时对应的负交轴电流值包括：按照第二设定周期以预设第二步长，逐步增加向内置式永磁同步电机施加的负交轴电流；当转子开始反向转动时，获取施加的负交轴电流值。4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在向内置式永磁同步电机供电之后，检测转子的转速；当转子的转速≥设定转速阈值时，停止向内置式永磁同步电机供电。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在以候选转子初始位置作为转子初始位置之后，存储所述转子初始位置。6.一种调整内置式永磁同步电机转子初始位置的系统，其特征在于，包括：分别与待调整内置式永磁同步电机相连的旋转变压器、逆变桥单元、和坐标变换单元，逆变桥单元还分别与坐标变换单元、和占空比计算单元相连，旋转变压器的另一端和磁链位置角计算单元相连，坐标变换单元还分别与磁链位置角计算单元、反park变换单元、交轴电流控制器、和直轴电流控制器相连，反park变换单元还分别与磁链位置角计算单元、占空比计算单元、交轴电流控制器、和直轴电流控制器相连，交轴电流控制器的另一端与交轴电流给定单元相连，交轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘雪冰，李文杰，周从源，徐赟，汪文江，叶昌森，吴鹏，何俊，李杰，许二超，李荫荣，张宸维，李高水，张茂飞，
申请(专利权)人：安徽江淮汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34