无位置传感器永磁同步电机的起动及矢量控制方法技术

本发明专利技术公开了一种无位置传感器永磁同步电机的起动及矢量控制方法，本方法在电机启动及低速时采用恒电流变频率模式进行控制，并经判断满足要求后切换至空间矢量控制，采用滑模算法，在获得电机基本电磁参数的基础上采集永磁同步电机的三相电流和电压并建立滑模函数，计算出永磁同步电机反电势在两相静止坐标轴下的表达式，由于电机反电势的表达式中包含转子磁场角度信息，由此可求得转子磁场的位置以及电机的转速，电机以求得的转子磁场位置以及电机转速实现空间矢量控制。本方法在获得电机基本电磁参数的基础上采集永磁同步电机的三相电流和电压并建立滑模函数，得到转子磁场位置及电机转速，实现无位置传感器情况下电机起动和矢量控制的功能。

Starting and Vector Control of Sensorless Permanent Magnet Synchronous Motor

【技术实现步骤摘要】
无位置传感器永磁同步电机的起动及矢量控制方法
本专利技术涉及一种无位置传感器永磁同步电机的起动及矢量控制方法。
技术介绍
目前车用永磁电机一般采用空间矢量控制(FOC)，将电机的三相电流等效为旋转坐标系下的直轴电流和交轴电流，通过控制直轴电流来控制电机的磁链，通过控制交轴电流来控制电机的力矩，将电机的磁链与力矩解耦，实现电机准确高效的控制。由于空间矢量控制需要将电机的三相电流进行坐标变换，因此需要准确的电机磁场的方向，考虑到位置精度、响应速度和可靠性的要求，一般需要在电机转子轴上安装旋转变压器，实时测量电机转子的位置。这也导致空间矢量控制存在一定的局限性，一方面安装旋转变压器以及配套的解码芯片提高了电机控制系统的成本，在某些精度要求和可靠性要求不高的场合安装旋转变压器并不是那么有必要；另一方面旋转变压器输出的位置信号可靠度很高，但是一旦旋转变压器本身出现故障，如果没有合适的控制算法作为冗余，可能会导致电机控制系统故障，车辆失去动力，严重的甚至危害驾乘人员的人身安全。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种无位置传感器永磁同步电机的起动及矢量控制方法，本方法采用滑模算法，在获本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无位置传感器永磁同步电机的起动及矢量控制方法，其特征在于本方法包括如下步骤：步骤一、在电机启动及低速时采用恒电流变频率方式进行控制，给定电机启动的起始电流is和起始频率ωs，根据电机的基本公式计算电机在以该起始频率对应的机械转速旋转时电机反电势的幅值区间，

【技术特征摘要】
1.一种无位置传感器永磁同步电机的起动及矢量控制方法，其特征在于本方法包括如下步骤：步骤一、在电机启动及低速时采用恒电流变频率方式进行控制，给定电机启动的起始电流is和起始频率ωs，根据电机的基本公式计算电机在以该起始频率对应的机械转速旋转时电机反电势的幅值区间，其中：us为定子电压，uα和uβ为定子电压在α和β轴上的分量，iα和iβ为定子电流在α和β轴上的分量，Rs为定子电阻，Ls为定子电感，p为微分算子，ωe为电机电角速度，为转子永磁体磁通，θ为转子磁链与α轴的夹角；给定同样的起始电流is和起始频率ωs，当电机负载不同时，同样的起始电流is在静止两相坐标轴上的投影iα和iβ不同，实际的电压us存在差异，根据上式计算电机反电势的幅值区间为[umin,umax]；步骤二、测量电机的三相端电压并与电机反电势幅值区间进行比较，如果实际测量电压远小于umin，则判断电机未能启动，测量电压仅为起始电流is在电机定子电阻上的压降；将起始电流is增加，直到实际测量电压接近umin，判断电机此时正常旋转，维持起始电流不变或考虑负载增大的可能性增加裕量，逐渐增加给定的起始频率ωs，直到达到电机控制模式的切换频率ωswitch，电机起步阶段完成；如果起始电流is已增加到允许的最大电流而电机依然未能开始旋转，则上报电机起动失败；步骤三、达到切换频率ωswitch之后，逐渐减小起始电流is，此时电机负载低于起动负载，则电机的电磁力矩保持恒定，电机转速维持不变，当起始电流is减小到无法维持该电磁力矩时，电机的电磁力矩降低，电机出现减速，此时切换频率ωswitch将高于通过滑模算法计算得到的实际电机旋转速度对应的电频率ωfbk，将切换频率ωswitch进行积分得到变化的电流角度θswitch，将滑模算法计算得到的实际电频率ωfbk进行积分得到变化的实际磁场角度θfbk，由于ωswitch>ωfbk,|θswitch-θfbk|的值以ωswitch-ωfbk的速度变化，当|θswitch-θfbk|小于设定的切换阈值dθ时，电机控制模式切换...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘河清，王双全，杜朝辉，黄洪剑，
申请(专利权)人：上海大郡动力控制技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31