用于三相电机启动时刻位置的判断方法技术

本发明专利技术涉及用于取得所需输出值的发电机的控制装置领域，具体为一种用于三相电机启动时刻位置的判断方法。一种用于三相电机启动时刻位置的判断方法，其特征是：按如下步骤依次实施：① 调制；② 电机减速；③ 估算；④ 固定位置停机。本发明专利技术减少噪声影响，结果指向明确。

A method of judging the starting time position of three-phase motor

【技术实现步骤摘要】
用于三相电机启动时刻位置的判断方法
本专利技术涉及用于取得所需输出值的发电机的控制装置领域，具体为一种用于三相电机启动时刻位置的判断方法。
技术介绍
目前对于无位置传感器空间矢量控制启动采用高频注入的方式，高频注入时存在噪声问题。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺陷，提供一种判断准确、噪声影响小的电机控制方法，本专利技术公开了一种用于三相电机启动时刻位置的判断方法。本专利技术通过如下技术方案达到专利技术目的：一种用于三相电机启动时刻位置的判断方法，其特征是：按如下步骤依次实施：①调制：采集输入电机的三相电流，对采集到的三相电流作空间脉宽矢量调制，在作空间脉宽矢量调制时，先把采集到的三相电流通过clarke变换、park变换、clarke逆变换和park逆变换转换成α、β和dq轴坐标系下的电压电流，通过判断Uα、Uβ的符号、与的大小关系判断出电压合成矢量所在的扇区，具体如下述：满足条件所在扇区Uα>0，Uβ>0，且Uβ>0，且Uα<0，Uβ>0，且Uα<0，Uβ<0，且Uβ<0，且Uα>0，Uβ<0，且；②电机减速：根据所在扇区的位置，控制三相全桥的脉宽调制方式的六路输出状态，对电机输出当前运行所在扇区相反方向的力，使合成电压矢量所处扇区和电机当前运行所在扇区方向相反，以使电机减速运行，当前电压矢量所处扇区和合成电压矢量所处扇区之间的关系如下所述：r>③估算：基于滑膜式电流观测器的无传感器位置估算算法：电机的电压平衡方程式为：由(a)式求解is，得：对(b)式求拉普拉斯变换，并离散化，可得：从(c)式解得：(d)式中：is为电机电流矢量，vs为输入电机的电压矢量，es为电机的反电动势矢量，R为电机定子绕组电阻，L为电机定子绕组电感，Ts为控制周期；设：根据(e)式和(f)式，测得电机的电阻R和电感L后即可算出F和G，进而求得电机电流；在滑膜式电流观测器内存储如下所述的算法：为了使估算的电流和实际硬件采集到的电流is互相匹配，采用闭环的方式进行校正，采用硬件采集的方式得到实际运行中的电流is，式(g)求出的估算的电流对于和is两种电流值，输入电压vs是相同的，为了计算方便，做合理的假设，设电机实际运行中的反电势es与估算的反电势相等，对于估算的电流和实际采集到的电流is的差值在预设的阈值范围内，则滑膜观测器的输出Z按照线性变化的，当和is的差值超出预设的阈值时，则滑膜观测器输出固定的Z，Z的符号取决于和is的差值符号，在每一个foc’控制周期都会执行一次电流补偿的操作，执行完电流补偿之后，和is已经相同，下一步需要对滑膜增益Z滤波作估算求得反电势es，分别在α轴和β轴展开求得α和β轴的反电势eα和eβ，用eα和eβ的反正切值就可以估算出转子角θ；电流补偿的操作按如图3所示的流程执行，图3的流程中，如式(i)所示：(i)式中：en为下一个估算反电势，en-1为上一个估算反电势，fPWM为计算滤波器的频率，fc为滤波器的截止频率，Zn为不可滤波的反电势，为滑膜控制器输出；式(h)中包含两个数字滤波器，其中第一个滤波器模块用来计算下一个估算电流第二个滤波器用来计算电机模型的平滑信号，对反电势的第二次滤波就可以计算求出所需的转子角θ，θ按式(j)求得：求得θ之后，根据即可求出当前的电气转速值；④固定位置停机：当电机转速低于程序预设的阈值之后，可以通过控制PWM输出状态，让此时的A相上桥开通B相和C相下桥开通使转子固定在A相电流矢量位置停机，VCU向电机输出一个数字信号的停机控制指令，当电机检测到所述的停机控制指令处于有效状态时，电机进入停机状态。本专利技术用于在位置传感器失灵或者无位置传感器的应用场合下，判断电机启动时刻的电机位置。采用本专利技术，可以使电机在每次上电的时候都从固定的程序运算的0°角开始运行，保证电机启动时刻拥有最优的力矩控制。采用本专利技术，只需在电机和控制器出厂的时候空转一次电机即可，无需每次在使用电机的过程中采用高频注入的方式对电机转子位置进行定位估算，比高频注入的方式对位置的估算更准确，同时也减少了噪声影响，使启动时刻的电磁转矩指向更明确。附图说明图1是当前电压矢量和合成电压矢量各自所在扇区的示意图；图2是电流观测器的流程示意图；图3是反电动势模型及角度估算流程图。具体实施方式以下通过具体实施例进一步说明本专利技术。实施例1一种用于三相电机启动时刻位置的判断方法，按如下步骤依次实施：①调制：采集输入电机的三相电流，对采集到的三相电流作空间脉宽矢量调制，在作空间脉宽矢量调制时，先把采集到的三相电流通过clarke变换、park变换、clarke逆变换和park逆变换转换成α、β和dq轴坐标系下的电压电流，通过判断Uα、Uβ的符号、与的大小关系判断出电压合成矢量所在的扇区，具体如下述：满足条件所在扇区Uα>0，Uβ>0，且Uβ>0，且Uα<0，Uβ>0，且Uα<0，Uβ<0，且Uβ<0，且Uα>0，Uβ<0，且；②电机减速：根据所在扇区的位置，控制三相全桥的脉宽调制方式的六路输出状态，对电机输出当前运行所在扇区相反方向的力，使合成电压矢量所处扇区和电机当前运行所在扇区方向相反，以使电机减速运行，当前电压矢量所处扇区和合成电压矢量所处扇区之间的关系如下所述：如图1所示，假如当前的电压矢量处在途中所示Ⅰ扇区，则通过改变三相全桥的PWM输出状态改变输出的合成电压矢量，使合成电压矢量落在Ⅳ扇区，使电机减速运行；③估算：基于滑膜式电流观测器的无传感器位置估算算法：电机的电压平衡方程式为：由(a)式求解is，得：对(b)式求拉普拉斯变换，并离散化，可得：从(c)式解得：(d)式中：is为电机电流矢量，vs为输入电机的电压矢量，es为电机的反电动势矢量，R为电机定子绕组电阻，L为电机定子绕组电感，Ts为控制周期；设：根据(e)式和(f)式，测得电机的电阻R和电感L后即可算出F和G，进而求得电机电流；在滑膜式电流观测器内存储如下所述的算法：电流观测器的流程示意图如图2所示，为了使估算的电流和实际硬件采集到的电流is互相匹配，采用闭环的方式进行校正，如图2所示，图中阴影部分采用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于三相电机启动时刻位置的判断方法，其特征是：按如下步骤依次实施：/n①调制：采集输入电机的三相电流，对采集到的三相电流作空间脉宽矢量调制，在作空间脉宽矢量调制时，先把采集到的三相电流通过clarke变换、park变换、clarke逆变换和park逆变换转换成α、β和dq轴坐标系下的电压电流，通过判断U

【技术特征摘要】
20190909 CN 20191084587691.一种用于三相电机启动时刻位置的判断方法，其特征是：按如下步骤依次实施：
①调制：采集输入电机的三相电流，对采集到的三相电流作空间脉宽矢量调制，在作空间脉宽矢量调制时，先把采集到的三相电流通过clarke变换、park变换、clarke逆变换和park逆变换转换成α、β和dq轴坐标系下的电压电流，通过判断Uα、Uβ的符号、与的大小关系判断出电压合成矢量所在的扇区，具体如下述：



②电机减速：根据所在扇区的位置，控制三相全桥的脉宽调制方式的六路输出状态，对电机输出当前运行所在扇区相反方向的力，使合成电压矢量所处扇区和电机当前运行所在扇区方向相反，以使电机减速运行，当前电压矢量所处扇区和合成电压矢量所处扇区之间的关系如下所述：






③估算：基于滑膜式电流观测器的无传感器位置估算算法：
电机的电压平衡方程式为：



由(a)式求解is，得：



对(b)式求拉普拉斯变换，并离散化，可得：



从(c)式解得：



(d)式中：
is为电机电流矢量，
vs为输入电机的电压矢量，
es为电机的反电动势矢量，
R为电机定子绕组电阻，
L为电机定子绕组电感，
Ts为控制周期；
设：






根据(e)式和(f)式，测得电机的电阻R和电感L后即可算出F和G，进而求得电机电流；
在滑膜式电流观测器内存储如下所述的算法：
<...

【专利技术属性】
技术研发人员：丛凤龙，蔡朱平，管博，殷浩，
申请(专利权)人：格至控智能动力科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31