一种检测永磁同步电机转子初始位置的方法技术

一种检测永磁同步电机转子初始位置的方法，通过永磁同步电机转子位置检测系统，进行初始位置的检测；所述永磁同步电机转子位置检测系统，包括：高频d轴电压发生器、dq‑abc变换模块、SVM模块、IGBT开关模块、电流采样电路、abc‑dq变换模块以及特征量提取模块；所述高频d轴电压和转子当前角度输入至所述dq‑abc变换模块，经dq‑abc变换产生调制波电压信号，此信号经过SVM模块产生针对IGBT开关模块的开关量，所述开关量经过IGBT模块进行斩波操作后得到三相高频电压；所述三相高频电压输入到电机本体；在所述三相高频电压的作用下，电机输出相应的三相高频电流。

A Method for Detecting the Initial Position of Permanent Magnet Synchronous Motor Rotor

A method for detecting the initial position of permanent magnet synchronous motor (PMSM) rotor is presented. The detection system of PMSM rotor position includes high frequency d-axis voltage generator, dq_abc conversion module, SVM module, IGBT switching module and current sampling power. The high frequency d-axis voltage and the current angle of the rotor are input to the DQ ABC conversion module, and the modulated wave voltage signal is generated by the DQ ABC conversion. The signal is generated by the SVM module for the switching quantity of the IGBT switch module, which is chopped by the IGBT module. The three-phase high-frequency voltage is obtained, and the three-phase high-frequency voltage is input to the motor body. Under the action of the three-phase high-frequency voltage, the motor outputs the corresponding three-phase high-frequency current.

【技术实现步骤摘要】
一种检测永磁同步电机转子初始位置的方法
本专利技术涉及电机领域，特别涉及一种检测永磁同步电机转子初始位置的方法。
技术介绍
随着国民经济和科学技术的发展，电机在各行各业中发挥的作用越来越重要。永磁同步电机得益于其设计、制造、控制方面的诸多优点，广泛应用于各种工业生产生活的场合。加之我国的稀土资源丰富，永磁同步电机的应用市场在我国尤其大。永磁同步电机可由交直轴电感的异同被分为表贴式和内置式，由于内置式永磁同步电机(IPMSM)在弱磁条件下具有较宽的调速区间，应用较为广泛。在永磁同步电机的控制中，控制回路所需要的采样参数包括三相电流以及电机转子的实际位置。后者一般通过与电机转子同轴的旋转变压器将位置量转换为两路互补的正余弦电压；控制器上安装的解码芯片将此两路互补电压转换为角度量，以串行或并行的方式发送到主控芯片中，以此用于永磁同步电机的空间矢量控制。通过旋转变压器输出角度来表征电机转子的实际位置这种方法在业内已经非常成熟。而这项技术表现良好的前提是上文提到的“同轴”，“同轴”意味着旋转变压器自身和转子之间不存在角度差。而实现“同轴”在装配工艺上并非易事，因为造成偏角的原因有很多，一项不满足便会导致出现偏角。为了避免旋转变压器装配带来的偏角影响，所以在电机调试之初需要对其进行初始位置补偿，即测量出其初始位置对应的实际角度和旋转变压器读回角度之间的差距。现有的初始位置检测方法采用高压检测方法对电机进行检测，将被测电机固定在转动台架上，使被测电机转动若干次，所以需要较大功率的电源柜，操作成本高，且具有一定的危险性，也不利于随时矫正偏量。随着电机的不断运行，其啮合关系一定会于出厂时有所不同，因此现有方法无法在装机完成后对初始位置进行检测。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：提供一种在低压条件下，测量永磁同步电机转子初始位置对应的实际角度，提供了一种检测永磁同步电机转子初始位置的方法。一种检测永磁同步电机转子初始位置的方法，通过永磁同步电机转子位置检测系统，进行初始位置的检测；所述永磁同步电机转子位置检测系统，包括：高频d轴电压发生器、dq-abc变换模块、SVM模块、IGBT开关模块、电流采样电路、abc-dq变换模块以及特征量提取模块；检测方法包括：S1：设定初始转子当前角度；通过所述高频d轴电压发生器产生高频d轴电压；S2：所述高频d轴电压和转子当前角度输入至所述dq-abc变换模块，经dq-abc变换产生调制波电压信号，此信号经过SVM模块产生针对IGBT开关模块的开关量，所述开关量经过IGBT模块进行斩波操作后得到三相高频电压；所述三相高频电压输入到电机本体；在所述三相高频电压的作用下，电机输出相应的三相高频电流；所述电流采样电路对所述三相高频电流进行采样，采样电流再经过abc-dq变换模块的abc-dq变换后得到电流高频d轴分量；所述特征提取模块提取电流高频d轴分量的特征量；S3：转子当前角度自减1，更新转子当前角度，转至S2，当转子当前角度改变时三相高频电压随之改变，从而特征量发生改变；S4：判断所述特征量的变化趋势，若特征量发生改变，则转至S3；否则，则输出转子当前角度，转子当前角度加1即为转子实际角度。进一步地，所述通过特征提取模块提取电流高频d轴分量的特征量，包括：对电流高频d轴分量进行两次高频正余弦乘法操作，将电流高频d轴分量中的高频分量提取为直流量，得到第一直流信号和第二直流信号；对所述第一直流信号和第二直流信号分别做滤波处理，输出第一直流量和第二直流量；对所述第一直流量和第二直流量进行平方根运算，即得到特征量。进一步地，所述高频d轴电压发生器产生高频d轴电压时，需电机始终保持静态。本专利技术的实质性效果：在低压环境下，完成对永磁同步电机转子初始位置对应的实际角度的测量。附图说明图1为本专利技术实施例的实现流程图。图2为本专利技术实施例中dq/abc变换示意。图3为本专利技术实施例中abc-dq变换示意。图4为本专利技术实施例中提取特征量的过程示意。具体实施方式下面通过具体实施例，并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步的具体说明。一种检测永磁同步电机转子初始位置的方法，通过永磁同步电机转子位置检测系统，进行初始位置的检测；所述永磁同步电机转子位置检测系统，包括：高频d轴电压发生器、dq-abc变换模块、SVM模块、IGBT开关模块、电流采样电路、abc-dq变换模块以及特征量提取模块；检测方法，如图1所示，包括：S1：设定初始转子当前角度；通过所述高频d轴电压发生器产生高频d轴电压；利用正弦波发生器产生高频的电压信号，需要使电机始终保持静态，电压幅值不宜过大，否则会造成电机的实际抖动，影响观测效果；S2：所述高频d轴电压和转子当前角度输入至所述dq-abc变换模块，dq/abc变换又称为逆Park变换，是电力行业内成熟的一种算法，本文所述的dq/abc变换的变量为转子当前角度，其结构如图2所示，theta表示转子当前角度；高频d轴电压经dq-abc变换模块产生调制波电压信号，此信号经过SVM模块产生针对IGBT开关模块的开关量，所述开关量经过IGBT模块进行斩波操作后得到三相高频电压；所述三相高频电压输入到电机本体；在所述三相高频电压的作用下，电机输出相应的三相高频电流；所述电流采样电路对所述三相高频电流进行采样，采样电流再经过abc-dq变换模块的abc-dq变换后得到电流高频d轴分量id，abc/d的运算为前述dq/abc的逆运算；特征提取模块提取电流高频d轴分量id的特征量，如图4所示，包括：对电流高频d轴分量进行两次高频正余弦乘法操作，如图4所示Product和Productl，将电流高频d轴分量中的高频分量提取为直流量，得到第一直流信号和第二直流信号；对所述第一直流信号和第二直流信号分别做滤波处理，如图4所示DFD和DFD1，输出第一直流量和第二直流量；对所述第一直流量和第二直流量进行平方根运算，如图4所示Fun，即得到特征量。S3：转子当前角度自减1，更新转子当前角度，转至S2，当转子当前角度改变时三相高频电压随之改变，从而特征量发生改变；通过改变theta获得不同的Vabc，输入到电机以观测到特征量的变化；S4：判断所述特征量的变化趋势，若特征量发生改变，则转至S3；否则，则输出转子当前角度，转子当前角度加1即为转子实际角度。以上所述实施例只是本专利技术的一种较佳的方案，并非对本专利技术作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其他的变体及改型。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种检测永磁同步电机转子初始位置的方法，其特征在于，通过永磁同步电机转子位置检测系统，进行初始位置的检测；所述永磁同步电机转子位置检测系统，包括：高频d轴电压发生器、dq‑abc变换模块、SVM模块、IGBT开关模块、电流采样电路、abc‑dq变换模块以及特征量提取模块；检测方法包括：S1：设定初始转子当前角度；通过所述高频d轴电压发生器产生高频d轴电压；S2：所述高频d轴电压和转子当前角度输入至所述dq‑abc变换模块，经dq‑abc变换产生调制波电压信号，此信号经过SVM模块产生针对IGBT开关模块的开关量，所述开关量经过IGBT模块进行斩波操作后得到三相高频电压；所述三相高频电压输入到电机本体；在所述三相高频电压的作用下，电机输出相应的三相高频电流；所述电流采样电路对所述三相高频电流进行采样，采样电流再经过abc‑dq变换模块的abc‑dq变换后得到电流高频d轴分量；所述特征提取模块提取电流高频d轴分量的特征量；S3：转子当前角度自减1，更新转子当前角度，转至S2，当转子当前角度改变时三相高频电压随之改变，从而特征量发生改变；S4：判断所述特征量的变化趋势，若特征量发生改变，则转至S3；否则，则输出转子当前角度，转子当前角度加1即为转子实际角度。...

【技术特征摘要】
1.一种检测永磁同步电机转子初始位置的方法，其特征在于，通过永磁同步电机转子位置检测系统，进行初始位置的检测；所述永磁同步电机转子位置检测系统，包括：高频d轴电压发生器、dq-abc变换模块、SVM模块、IGBT开关模块、电流采样电路、abc-dq变换模块以及特征量提取模块；检测方法包括：S1：设定初始转子当前角度；通过所述高频d轴电压发生器产生高频d轴电压；S2：所述高频d轴电压和转子当前角度输入至所述dq-abc变换模块，经dq-abc变换产生调制波电压信号，此信号经过SVM模块产生针对IGBT开关模块的开关量，所述开关量经过IGBT模块进行斩波操作后得到三相高频电压；所述三相高频电压输入到电机本体；在所述三相高频电压的作用下，电机输出相应的三相高频电流；所述电流采样电路对所述三相高频电流进行采样，采样电流再经过abc-dq变换模块的abc-dq变换后得到电流高频d轴分量；所述特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：非凡，刘灿，
申请(专利权)人：浙江零跑科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33