无传感永磁同步电机的启动方法以及无传感永磁同步电机技术

本发明专利技术公开了一种无传感永磁同步电机的启动方法以及无传感永磁同步电机，无传感永磁同步电机连接驱动控制器，其特征在于，启动方法包括如下步骤：S10)、驱动控制器开启电机绕组短路制动模式，降低电机转速；S20)、通过驱动控制器的采样模块检测电机感应电流；S30)、判断电机感应电流是否小于预先设定值，若是，进入步骤S40),若不是，进入步骤S10)；S40)、开环启动控制；本发明专利技术实现了单电阻采样条件下的可靠启动，有效降低了驱动控制器的成本和体积；同时本发明专利技术既能满足无风时的快速、小电流的高效启动，又能保证恶劣顺逆风条件下的可靠启动，同时单在算法层面既可实现，无需添加额外的硬件结构。

【技术实现步骤摘要】
无传感永磁同步电机的启动方法以及无传感永磁同步电机
本专利技术属于电机控制领域，具体涉及一种无传感永磁同步电机的启动方法，本专利技术还涉及应用该无传感永磁同步电机的启动方法的无传感永磁同步电机，本专利技术尤其适合用于各类风机系统中。
技术介绍
永磁同步电机无传感控制技术具有实现简单、成本低、可靠性高等优点，因此被广泛应用于各类风机系统中。由于永磁同步电机零速或低速条件下反电势很小，因此现有的无传感控制的永磁同步电机在启动时通常采用开环启动控制，待电机转子牵至同步并达到一定转速后再切换至闭环FOC控制(即为矢量控制)。顺逆风启动是大多数室外风机系统必需满足的基本功能。在逆风情况下，永磁同步电机会反转，且反转速度与风速成正比关系。对于带传感器的驱动控制器而言，由于能实时测得转子位置，因此可通过闭环控制直接将风机拉回正转正常启动；但对无传感器的永磁同步电机驱动控制器而言，启动时转子位置信息很难获取，如不采取措施预先抑制电机反转，则开环启动阶段难以产生足够的启动力矩将永磁同步电机拉回正转并牵至同步，从而导致电机在逆风条件下无法可靠启动；顺风启动情况与逆风启动相似，必需先通过控制抑制电机转速，才能进入正常启动流程。请参见图1所示的现有永磁同步电机无位置传感驱动控制器的三个采样电阻Ra、Rb和Rc采样的结构示意图，其启动方法是：首先驱动下桥臂实现电机绕组短路来产生制动力矩，然后待电机PMSM转速度降低到接近零速之后再进入开环启动；该技术采用驱动控制器测量各桥臂采样电阻上短路电流的大小来判断电机PMSM当前的速度，从而决定制动时间长短以及何时开环启动。众所周知，单电阻采样可降低电机驱动控制器的成本和体积，然而以上方法并不能直接用于单电阻采样方案，这是由于下桥臂短路制动时短路电流不会流过采样单电阻，因此驱动控制器难以直接判定电机的转动状况。另一方面，从能耗以及效率的角度来看，在正常无风启动时，要求驱动控制器在确保可靠启动电机的前提下开环启动电流越小越好以及开环启动时间越短越好。然而在恶劣的条件下，特别是逆风启动时，电机受外界施加的转矩较高，短路制动可能只能将电机减至一个较低转速而无法完全将其刹停(即将电机转速度降低到零)，因此在这种情况下，现有单靠电机绕组短路制动的启动方法可能会导致开环启动失败。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提出一种无传感永磁同步电机的启动方法以及无传感永磁同步电机，实现单电阻采样条件下的可靠启动，有效降低驱动控制器的成本和体积；本专利技术的另一目的在于提出一种无传感永磁同步电机的启动方法，既能满足无风时的快速、小电流的高效启动，又能保证恶劣顺逆风条件下的可靠启动，同时单在算法层面既可实现，无需添加额外的硬件结构。本专利技术采用的技术方案如下：一种无传感永磁同步电机的启动方法，所述的无传感永磁同步电机连接驱动控制器，其中，所述的启动方法包括如下步骤：S10)、驱动控制器开启电机绕组短路制动模式，降低电机转速；S20)、通过驱动控制器的采样模块检测电机感应电流；S30)、判断电机感应电流是否小于预先设定值，若是，进入步骤S40),若不是，进入步骤S10)；S40)、开环启动控制。优选地，所述的采样模块包括单电阻，所述的单电阻安装连接在直流母线的负极上，在所述的步骤S20)中，所述的单电阻通过续流模式检测所述电机感应电流。优选地，在续流模式期间，驱动控制器对流过单电阻的续流电流进行多次采样并计算平均采样电流，取该平均采样电流值作为检测得到的电机感应电流。优选地，所述的单个续流模式的时间约为0.01-1ms。优选地，直流母线的正极与负极之间设有接入电机绕组的桥臂开关器件，所述的桥臂开关器件的开关管上反向并联续流二极管，其中，在所述的步骤S20)中，通过驱动控制器闭锁桥臂开关器件的开关管，所述电机感应电流通过单电阻和续流二极管从直流母线负极流向直流母线正极，驱动控制器通过对流过单电阻的续流电流进行采样检测得到电机感应电流。优选地，所述的桥臂开关器件包括串联连接的上桥臂开关器件和下桥臂开关器件，所述的上桥臂开关器件和下桥臂开关器件之间的连接点接入所述的电机绕组，其中，在所述的步骤S10)中，驱动控制器闭锁上桥臂开关器件，并导通下桥臂开关器件以开启电机绕组短路制动模式。优选地，所述的单个电机绕组短路制动模式的时间为10-100ms。优选地，在所述的步骤S40)之前还包括步骤S40a)，所述的步骤S40a)为：计算步骤S30)返回步骤S10)的次数，根据返回次数调整补偿开环启动电流和/或开环启动时间。优选地，调整补偿开环启动电流的计算公式为：I＝I0+IOFFSET，其中，IOFFSET＝nXKi；调整补偿开环启动时间的计算公式为：T＝T0+TOFFSET，其中，TOFFSET＝nXKT；其中，I为开环启动电流，I0为开环启动电流的初始化值，IOFFSET为开环启动电流的补偿值，Ki为开环启动电流的补偿系数，T为开环启动时间，T0为开环启动时间的初始化值，TOFFSET为开环启动时间的补偿值，KT为开环启动时间的补偿系数，n为所述的返回次数。优选地，一种无传感永磁同步电机，其中，采用如上所述的启动方法进行启动。本专利技术的优点：1、本专利技术采用单电阻通过续流模式检测所述电机感应电流，进而本专利技术实现了单电阻采样条件下的顺逆风可靠启动，有效降低驱动控制器的成本和体积；2、在上述第1点的基础上，本专利技术进一步提出通过闭锁上桥臂开关器件，并导通下桥臂开关器件以开启电机绕组短路制动模式，降低电机的转速；另一方面，通过闭锁桥臂开关器件的开关管，电机感应电流通过单电阻R和续流二极管从直流母线负极DC-流向直流母线正极DC+，驱动控制器通过对流过单电阻R的续流电流进行采样检测得到电机感应电流；通过对电机感应电流大小的判断，决定是否可以进入开环启动控制，结构简单，成本低，算法简单，易于实现；3、本专利技术通过步骤S30)返回步骤S10)次数(也就是当电机感应电流小于预先设定值不成立时，需要返回开启电机绕组短路制动模式的次数)调整补偿开环启动电流和/或开环启动时间，这样既能保证无风时的快速、小电流的高效启动，又能保证恶劣顺逆风条件下的可靠启动，同时单在算法层面既可实现，无需添加额外的硬件结构。附图说明附图1是现有永磁同步电机无位置传感驱动控制器的三电阻采样的结构示意图；附图2是本专利技术具体实施方式单电阻采样的结构示意图；附图3是本专利技术具体实施方式处于电机绕组短路制动状态的工作示意图；附图4是本专利技术具体实施方式处于续流模式状态的工作示意图；附图5是本专利技术具体实施方式的启动方法步骤流程图。具体实施方式本专利技术实施例公开了一种无传感永磁同步电机的启动方法，无传感永磁同步电机连接驱动控制器，其中，启动方法包括如下步骤：S10)、驱动控制器开启电机绕组短路制动模式，降低电机转速；S20)、通过驱动控制器的采样模块检测电机感应电流；S30)、判断电机感应电流是否小于预先设定值，若是，进入步骤S40),若不是，进入步骤S10)；S40)、开环启动控制。本专利技术实施例采用单电阻通过续流模式检测电机感应电流，进而本专利技术实施例实现了单电阻采样条件下的可靠启动，有效降低驱动控制器的成本和体积；同时本专利技术实施例通过步骤S30)返回步骤S10)的次数调整补偿开环启动电流和/本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无传感永磁同步电机的启动方法，所述的无传感永磁同步电机连接驱动控制器，其特征在于，所述的启动方法包括如下步骤：S10)、驱动控制器开启电机绕组短路制动模式，降低电机转速；S20)、通过驱动控制器的采样模块检测电机感应电流；S30)、判断电机感应电流是否小于预先设定值，若是，进入步骤S40),若不是，进入步骤S10)；S40)、开环启动控制。

【技术特征摘要】
1.一种无传感永磁同步电机的启动方法，所述的无传感永磁同步电机连接驱动控制器，其特征在于，所述的启动方法包括如下步骤：S10)、驱动控制器开启电机绕组短路制动模式，降低电机转速；S20)、通过驱动控制器的采样模块检测电机感应电流；S30)、判断电机感应电流是否小于预先设定值，若是，进入步骤S40),若不是，进入步骤S10)；S40)、开环启动控制。2.如权利要求1所述的无传感永磁同步电机的启动方法，其特征在于，所述的采样模块包括单电阻，所述的单电阻安装连接在直流母线的负极上，在所述的步骤S20)中，所述的单电阻通过续流模式检测所述电机感应电流。3.如权利要求2所述的无传感永磁同步电机的启动方法，其特征在于，在续流模式期间，驱动控制器对流过单电阻的续流电流进行多次采样并计算平均采样电流，取该平均采样电流值作为检测得到的电机感应电流。4.如权利要求3所述的无传感永磁同步电机的启动方法，其特征在于，所述的单个续流模式的时间约为0.01-1ms。5.如权利要求1或2或3或4所述的无传感永磁同步电机的启动方法，其特征在于，直流母线的正极与负极之间设有接入电机绕组的桥臂开关器件，所述的桥臂开关器件的开关管上反向并联续流二极管，其中，在所述的步骤S20)中，通过驱动控制器闭锁桥臂开关器件的开关管，所述电机感应电流通过单电阻和续流二极管从直流母线负极流向直流母线正极，驱动控制器通过对流过单电阻的续流电流进行采样检测得到电机感应电流。6.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：何志明，符一凡，
申请(专利权)人：苏州半唐电子有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32