一种无位置传感器的永磁同步电机初始位置检测方法技术

本发明专利技术涉及一种无位置传感器的永磁同步电机初始位置检测方法，本发明专利技术在保证电机静止状态下，对电流进行开环控制，初始化转子初始位置，通过在估算的同步旋转坐标系下的估算直轴注入高频余弦电压信号，提取出估算高频交轴电流，并对其进行信号处理和调节获得转子初始位置估算的初值；再在估算直轴继续注入若干个确定周期的高频余弦电压信号，通过判断估算直轴电流的积分值的正负来判断磁极极性和获得转子的精确初始位置。本发明专利技术无需获知电机参数，有效避免了现有的转子初始位置检测方法存在的可能导致电机转动，辨识信号检测困难的问题，无需增加硬件，便于实现，实现了电机在静止状态下任意转子磁极初始位置的准确获取。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及，本专利技术在保证电机静止状态下，对电流进行开环控制，初始化转子初始位置，通过在估算的同步旋转坐标系下的估算直轴注入高频余弦电压信号，提取出估算高频交轴电流，并对其进行信号处理和调节获得转子初始位置估算的初值；再在估算直轴继续注入若干个确定周期的高频余弦电压信号，通过判断估算直轴电流的积分值的正负来判断磁极极性和获得转子的精确初始位置。本专利技术无需获知电机参数，有效避免了现有的转子初始位置检测方法存在的可能导致电机转动，辨识信号检测困难的问题，无需增加硬件，便于实现，实现了电机在静止状态下任意转子磁极初始位置的准确获取。【专利说明】
本专利技术涉及电机转子初始极性的判断方法，属于电机控制领域，尤其涉及一种无 位置传感器的永磁同步电机初始位置检测方法。
技术介绍
永磁同步电机由于其优良的运行性能，在交流传动领域得到了广泛的应用。然而， 永磁同步电机的控制需要获知准确的转子位置和速度，为此而安装的机械式传感器如光电 码盘，旋转变压器等，不仅增加了系统的体积和成本，而且降低了系统的可靠性，限制了永 磁同步电机的应用场合。因此，近年来很多专家学者致力于无位置传感器的研究。其中，电 机转子的初始位置检测一直是重要且亟待解决的问题，其准确性直接决定了电机能否顺利 起动，以及能否以最大转矩起动。 目前，国内外学者提出了多种无位置传感器的永磁同步电机初始位置检测方法。 若起动时容许转子转动，最简单有效的方法是向定子通入直流电，产生一个静止磁场以使 转子定位在设定的零位置上，完成转子位置的初始化。但是在很多应用场合，要求电机能在 任意静止位置正常起动，为此有学者提出了高频信号注入法。此类方法适用于凸极式和隐 极式永磁同步电机。其基本原理通过检测电流或电压信号而获得转子位置。该类方法一般 分两步实现，先对转子位置进行初步估算，再检测磁极极性并进行补偿，得到最终的转子初 始位置。其中，对磁极极性检测通常有两种方式，都是在估计直轴注入等幅等宽的正负向电 压脉冲实现。一种是比较此时产生的电流峰值来确定，另一种则是通过比较上升或下降到 某一电流值时的时间来确定。然而，上述两种方法都必须合理选择注入信号的幅值和持续 时间。若信号幅值过大或持续时间过长可能导致电机转动，幅值过小或持续时间过短则无 法检测出电流的峰值差或时间差。
技术实现思路
本专利技术旨在提出，尤其是磁 极极性检测方法，以解决现有方法存在的可能导致电机转动的缺陷和辨识信号检测困难的 问题。 为了解决
技术介绍
所存在的问题，本专利技术采用的技术解决方案是： ，该方法包括下述步骤： 步骤1 :定义实际角度为Θ、估算角度为4且滞后于Θ、估计角度误差为Λ Θ、实 际直轴为d轴、实际交轴为q轴、估算直轴为^轴、估算交轴为^轴、实际同步旋转坐标系为 d_q、估算的同步旋转坐标系为$ - ^接着在保证电机静止状态下，对电流进行开环控制，初 始化转子初始位置，即先任意假设一转子初始位置； 步骤2 :在j轴注入持续的高频余弦电压信号，即给定j轴电压为'OvCOSoV; 将检测采样到的A、B两相绕组电流信号ia、ib进行坐标变换，得到#轴电流ζ中的高频响应 ih ； 步骤3 :由于得到的j轴电流ζ中的高频响应'包含与转子位置相关的信号，对 U进行信号处理和调节获得用于坐标变换的转子初始位置估算的初值4; 步骤4 :继续在3轴注入若干个确定周期的高频余弦电压信号Uhc〇sc〇ht，将检测 采样到的A、B两相绕组电流信号ia、ib同获得的估算位置式进行坐标变换，得到j轴电流 h ； 步骤5 :对得到的轴电流&进行积分，得到积分值 【权利要求】1. ，其特征在于，该方法包括下 述步骤： 步骤1 :定义实际角度为Θ、估算角度为d且滞后于Θ、估计角度误差为Λ Θ、实际直 轴为d轴、实际交轴为q轴、估算直轴为d轴、估算交轴为6轴、实际同步旋转坐标系为d_q、 估算的同步旋转坐标系为j 接着在保证电机静止状态下，对电流进行开环控制，初始化 转子初始位置，即先任意假设一转子初始位置； 步骤2 :在i轴注入持续的高频余弦电压信号，即给定j轴电压为心=仏〇>^_:将检 测采样到的A、B两相绕组电流信号ia、ib进行坐标变换，得到^轴电流ζ中的高频响应U ; 步骤3 :由于得到的f轴电流ζ中的高频响应包含与转子位置相关的信号，对'进 行信号处理和调节获得用于坐标变换的转子初始位置估算的初值成： 步骤4:继续在^轴注入若干个确定周期的高频余弦电压信号Uhc〇Sc〇ht，将检测采样 到的A、B两相绕组电流信号ia、ib同获得的估算位置4?进行坐标变换，得到j轴电流乙； 步骤5 :对得到的j轴电流进行积分，得到积分值p ; 步骤6 :通过判断g的正负来确定磁极极性和转子初始位置：如果g为正，则磁极正 方向与注入电压正向一致，其转子初始位置6 = 如果g为负，则磁极正方向与注入电压 正向相反，其转子初始位置私堯μ，至此即完成转子初始位置的检测与辨识。【文档编号】H02P21/14GK104158462SQ201410438626【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年9月1日 优先权日:2014年9月1日 【专利技术者】石成富, 王刚 申请人:石成富本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无位置传感器的永磁同步电机初始位置检测方法，其特征在于，该方法包括下述步骤：步骤1：定义实际角度为θ、估算角度为且滞后于θ、估计角度误差为Δθ、实际直轴为d轴、实际交轴为q轴、估算直轴为轴、估算交轴为轴、实际同步旋转坐标系为d‑q、估算的同步旋转坐标系为接着在保证电机静止状态下，对电流进行开环控制，初始化转子初始位置，即先任意假设一转子初始位置；步骤2：在轴注入持续的高频余弦电压信号，即给定轴电压为将检测采样到的A、B两相绕组电流信号ia、ib进行坐标变换，得到轴电流中的高频响应步骤3：由于得到的轴电流中的高频响应包含与转子位置相关的信号，对进行信号处理和调节获得用于坐标变换的转子初始位置估算的初值步骤4：继续在轴注入若干个确定周期的高频余弦电压信号Uhcosωht，将检测采样到的A、B两相绕组电流信号ia、ib同获得的估算位置进行坐标变换，得到轴电流步骤5：对得到的轴电流进行积分，得到积分值步骤6：通过判断的正负来确定磁极极性和转子初始位置：如果为正，则磁极正方向与注入电压正向一致，其转子初始位置如果为负，则磁极正方向与注入电压正向相反，其转子初始位置至此即完成转子初始位置的检测与辨识。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：石成富，王刚，
申请(专利权)人：石成富，
类型：发明
国别省市：重庆;85