永磁同步电机启动方法及其装置制造方法及图纸

一种永磁同步电机启动方法及其装置，该方法包括：对给定的电机转速ω

【技术实现步骤摘要】
永磁同步电机启动方法及其装置
本专利技术涉及电机
，尤其涉及一种永磁同步电机启动方法及其装置。
技术介绍
永磁同步电机在低转速时，反电势较低，不能直接采用基于反电势模型的滑模观测器无速度传感器控制。低速启动时若采用高频信号注入法，会产生额外的损耗，而且数字运算量较大；若采用开环IF(电流频率)控制策略，需要注入一个较大的恒定电流，无法根据负载转矩进行自动调节，空载时效率较低，负载转矩较大时不稳定容易失控。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种永磁同步电机启动方法及其装置，其能在不注入额外高频信号的前提下，实现永磁同步电机的低速启动。本专利技术提供了一种永磁同步电机启动方法，包括:对给定的电机转速ωe_ref积分，得到转子位置角θe；根据测量得到的两相定子电流ia和ib、以及转子位置角θe通过变换得到虚拟q轴反馈电流和虚拟d轴反馈电流将电机的瞬时无功功率Q与ωe_refLqi2之间的偏差进行调节，得到虚拟q轴给定电流对虚拟q轴给定电流与预设的电流常量I求和，将求和的结果与虚拟q轴反馈电流之间的偏差进行调节，得到虚拟q轴电压用q轴电压补偿量补偿虚拟q轴电压得到虚拟q轴参考电压其中，Lq为q轴电感，i为电机的定子电流有效值，电机的瞬时无功功率Q为：将虚拟d轴电流给定值与虚拟d轴反馈电流之间的偏差进行调节，得到虚拟d轴电压用d轴电压补偿量补偿虚拟d轴电压得到虚拟d轴参考电压其中，等于0；根据虚拟d轴参考电压和虚拟q轴参考电压生成PWM控制信号控制逆变器，驱动永磁同步电机运行。本专利技术还提供了一种永磁同步电机启动装置，包括：存储器，用于存储程序；处理器，用于加载所述程序以执行上述的永磁同步电机启动方法。本专利技术至少具有以下优点：1、本专利技术实施例的永磁同步电机启动方法不需要注入额外的信号，利用电机的瞬时无功功率调节转矩电流，实现了永磁同步电机的低速启动，同时能够根据负载转矩实时调节电流大小，提高了电机的控制效率和适应性；2、本专利技术实施例的永磁同步电机启动方法在低速区也能实现最大转矩电流比控制，然后平滑切换到基于反电势模型的滑模观测器无速度传感器控制。附图说明图1示出了根据本专利技术一实施例的永磁同步电机启动方法的控制原理框图。图2示出了根据本专利技术一实施例的dv-qv轴坐标系与d-q轴坐标系的关系示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做出进一步说明。图1示出了根据本专利技术一实施例的永磁同步电机启动方法的控制原理框图。请参考图1，根据本专利技术一实施例的永磁同步电机启动方法包括以下步骤：对给定的电机转速ωe_ref积分，得到转子位置角θe；根据测量得到的两相定子电流ia和ib、以及转子位置角θe通过Clark变换和Park变换得到虚拟q轴反馈电流和虚拟d轴反馈电流将电机的瞬时无功功率Q与ωe_refLqi2之间的偏差进行PI调节，得到虚拟q轴给定电流对虚拟q轴给定电流与预设的电流常量I求和，将求和的结果与虚拟q轴反馈电流之间的偏差进行PI调节，得到虚拟q轴电压用q轴电压补偿量补偿虚拟q轴电压得到虚拟q轴参考电压其中，Lq为q轴电感，i为电机的定子电流有效值，电机的瞬时无功功率Q为：q轴电压补偿量为：其中，Lq为q轴电感，Ld为d轴电感，ψf为转子磁链，电流常量I为电机额定电流的50％～100％；将虚拟d轴电流给定值与虚拟d轴反馈电流之间的偏差进行PI调节，得到虚拟d轴电压用d轴电压补偿量补偿虚拟d轴电压得到虚拟d轴参考电压其中，等于0，d轴电压补偿量为：将虚拟d轴参考电压和虚拟q轴参考电压进行ipark变换(即反park变换，变换要用到前述的转子位置角θe)，得到虚拟α轴参考电压uα*和虚拟β轴参考电压uβ*，对虚拟α轴参考电压uα*和虚拟β轴参考电压uβ*进行SVPWM调制，得到三相PWM控制信号控制逆变器，驱动永磁同步电机运行。对虚拟q轴电压和虚拟d轴电压进行电压补偿能够加快控制的响应速度。进一步地，永磁同步电机启动之后以dv和d角度加权切换到基于反电动势模型的滑模观测器控制。本实施例所述的α轴和β轴是指永磁同步电机的两相静止坐标系(α，β)，虚拟d轴和虚拟q轴是指永磁同步电机的虚拟两相旋转坐标系，而d轴和q轴是永磁同步电机的真实的两相旋转坐标系。本实施例的电流启动控制策略是基于虚拟两相旋转坐标系与实际的两相旋转坐标系之间的关系而建立的。图2示出了根据本专利技术一实施例的dv-qv坐标系与d-q轴坐标系的关系示意图。在d-q轴坐标系(即上述的实际的两相旋转坐标系)下的稳态电压方程：在dv-qv坐标系(即上述的虚拟两相旋转坐标系)中有：并且：将式(2)和式(3)带入(1)可得：为了以最小的电流尽可能大地输出转矩，使尽量逼近iq，即θ趋近于π/2，即：根据式(5)来进行矢量控制，令下面确定由图2可知：式中Q为电机无功功率，i为电机的定子电流有效值，结合式(5)可得：Q＝ωeLqi2(8)则的给定可以利用电机的无功功率调节得到，即其中：上述计算式中，Rs为定子绕组电阻，为定子电压矢量，ωe为电机转速，Kp为PI控制器的比例增益，K为PI控制器的积分增益，s为拉普拉斯算子，虚拟d轴反馈电流(即dv轴反馈电流)和虚拟q轴反馈电流(即qv轴反馈电流)的初始值均为0。上述的公式(8)中的Q是预期的无功功率，作为给定指令；公式(10)中的Q是反馈的当前实际的无功功率，ωe在实际应用中用给定的电机转速ωe_ref来代替。永磁同步电机启动时利用电机的瞬时无功功率调节转矩电流，利用虚拟同步坐标系和观测器角度进行加权过渡到基于反电动势模型的滑模观测器控制。本专利技术还提供了一种永磁同步电机启动装置，包括：存储器，用于存储程序；处理器，用于加载所述程序以执行前述的永磁同步电机启动方法。本专利技术不仅适用于具有凸极性的内嵌式永磁同步电机，也适用于表贴式永磁同步电机。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种永磁同步电机启动方法，其特征在于，包括:/n对给定的电机转速ω

【技术特征摘要】
1.一种永磁同步电机启动方法，其特征在于，包括:
对给定的电机转速ωe_ref积分，得到转子位置角θe；
根据测量得到的两相定子电流ia和ib、以及转子位置角θe通过变换得到虚拟q轴反馈电流和虚拟d轴反馈电流
将电机的瞬时无功功率Q与ωe_refLqi2之间的偏差进行调节，得到虚拟q轴给定电流对虚拟q轴给定电流与预设的电流常量I求和，将求和的结果与虚拟q轴反馈电流之间的偏差进行调节，得到虚拟q轴电压用q轴电压补偿量补偿虚拟q轴电压得到虚拟q轴参考电压其中，Lq为q轴电感，i为电机的定子电流有效值，电机的瞬时无功功率Q为：
将虚拟d轴电流给定值与虚拟d轴反馈电流之间的偏差进行调节，得到虚拟d轴电压用d轴电压补偿量补偿虚拟d轴电压得到虚拟d轴参考电压其中，等于0；
根据虚拟d轴参考电压和虚拟q轴参考电压生成PWM控制信号控制逆变器，驱动永磁同步电机运行。


2.如权利要求1所述的永磁同步电机启动方法，其特征在于，q轴电压补偿量为：其中，Ld为...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷发胜，陈伟，陈坤，李柏松，王亮平，李武君，王文宇，
申请(专利权)人：上海新时达电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31