单电阻电机初始位置检测方法及控制电机的方法技术

本发明专利技术公开了单电阻电机初始位置检测方法及控制电机的方法，包括步骤S10、在电机模型d轴注入多个周期的方波信号；步骤S20、检测电机相电流，通过坐标变换获得电机d轴电流和q轴电流，根据q轴电流获取电机转子角度位置，根据d轴电流判断电机转子初始位置，判定，或者判定；根据得到的电机转子的初始位置，再通过定位、开环拖动和无传感器闭环控制，控制电机的运行。本发明专利技术能够及时准确的获取电机转子的初始位置，从初始位置进行启动控制，避免电机启动时的反转，能够更快速的获取电机的位置和转速，提高冰箱带背压启动的能力。提高冰箱带背压启动的能力。提高冰箱带背压启动的能力。

【技术实现步骤摘要】
单电阻电机初始位置检测方法及控制电机的方法


[0001]本专利技术涉及电机控制
，具体的说，是一种单电阻电机初始位置检测方法及控制电机的方法。

技术介绍

[0002]传统的变频电机启动过程，采用定位、开环拖动、无位置传感器闭环控制。由于电机初始位置未知，强行将电机定位到指定位置如90度，当90
°
＜电机实际位置＜270
°
时，电机定位反转，随机造成启动失败。因此，这种采用定位、开环拖动的启动控制方法，明显不适合不允许电机反转的使用场景，而且容易造成冰箱带背压启动的失败。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种单电阻电机初始位置检测方法及控制电机的方法，目的在于避免启动时电机的反转，同时提高启动成功率，提高冰箱系统带背压启动能力，解决带背压启动失败的问题。
[0004]本专利技术通过下述技术方案解决上述问题：一种单电阻电机初始位置检测方法，包括如下步骤：步骤S10、在电机模型d轴注入多个周期的方波信号；步骤S20、检测电机相电流，通过坐标变换获得电机d轴电流和q轴电流，根据q轴电流获取电机转子角度位置，根据d轴电流判断电机转子初始位置，判定，或者判定。
[0005]在电机模型d轴注入幅值不为0的方波信号，在q轴不注入信号，检测获取电机d轴和q轴电流，d轴电流用于检测电机转子方向是否相差180度，即，或者，q轴电流用于获取电机转子轴误差，通过对轴误差进行PI调节，获得电机转子角度位置，而估计的电机转子初始位置。
[0006]作为对其进一步的改进，所述步骤S10具体包括：在个PWM波周期中，在时间t<个PWM波周期内，d轴注入信号幅度为U的高电平，在个PWM波周期内，d轴注入信号幅度为
‑
U的低电平,完成一个方波周期信号的注入，如此重复得到多个周期的方波信号；其中，为大于1的自然数。一般取值为大于1的自然数，这是由于单电阻采样存在采样不到电流时，PWM占空比需要做特殊漂移处理，因此需要多个PWM周期注入高电平和相同PWM周期数注入低电平。
[0007]作为对其进一步的改进，所述步骤S20中根据q轴电流获取电机转子角度位置具体包括：
步骤S21、获取电机q轴电流，在时间、，取相反数，即：步骤S22、对进行PI调节，得到电机转子角度位置：其中，为比例系数，为积分系数；当时，令，返回步骤S21；当时，令，返回步骤S21；当或者时时，则不变；其中，、均为预设值，满足＞0，＞0且为正实数。
[0008]其中，第一种情况（）、第二种情况（）是由于此时处于特殊位置，即在0
°
附近，获得的电流几乎为0，初始位置检测的结果不准确，需要重新将当前获得的或者作为当前角度，重新再进行一次初始位置检测。
[0009]优选地，所述。
[0010]作为对其进一步的改进，所述步骤S20中根据d轴电流判断电机转子初始位置，判定，或者判定的具体方法为：对d轴电流进行带通滤波或者高通滤波，获得滤波后最小值累加和和最大值之累加，当时，,否则，。
[0011]一种控制电机的方法，包括一种单电阻电机初始位置检测方法，还包括根据得到的电机转子的初始位置，再通过定位、开环拖动和无传感器闭环控制，控制电机的运行。
[0012]本专利技术与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：本专利技术的单电阻电机初始位置检测方法，能够及时准确的获取电机转子的初始位置，从初始位置进行启动控制，避免电机启动时的反转，通过位置观测器（一般采用比例积分计算/PI调节，位置观测器用于估计电机的实际转速和转子当前位置，位置观测器有多种，有锁相环观测器，滑膜观测器、磁链观测器等待）能够更快速的获取电机的位置和转速，提高冰箱带背压启动的能力。
附图说明
[0013]图1为PWM波示意图；图2为注入电压波形示意图；图3为检测电流波形示意图；图4为d轴电流滤波后波形示意图；图5为根据d轴电流获取转子初始位置是否加180度流程图。
具体实施方式
[0014]下面结合实施例对本专利技术作进一步地详细说明，但本专利技术的实施方式不限于此。
[0015]实施例1：一种单电阻电机初始位置检测方法，包括如下步骤：步骤S10、在电机模型d轴注入多个周期的方波信号，如图1所示；步骤S20、检测电机相电流，通过坐标变换获得电机d轴电流和q轴电流，根据q轴电流获取电机转子角度位置，根据d轴电流判断电机转子初始位置，判定，或者判定。
[0016]在电机模型d轴注入幅值不为0的方波信号，在q轴不注入信号，检测获取电机d轴和q轴电流，d轴电流用于检测电机转子方向是否相差180度，即，或者，q轴电流用于获取电机转子轴误差，通过对轴误差进行PI调节，获得电机转子角度位置，而估计的电机转子的初始位置。
[0017]作为对其进一步的改进，所述步骤S10具体包括：在个PWM波周期中，在时间t<个PWM波周期内，d轴注入信号幅度为U的高电平，在个PWM波周期内，d轴注入信号幅度为
‑
U的低电平,完成一个方波周期信号的注入，如此重复得到多个周期的方波信号；其中，为大于1的自然数。一般取值为大于1的自然数，这是由于单电阻采样存在采样不到电流时，PWM占空比需要做特殊漂移处理，因此需要多个PWM周期注入高电平和相同PWM周期数注入低电平。
[0018]电机线圈中电流信号为I，在时间、PWM波周期内，I电流为负值，在时间PWM波周期内，I电流为正值，在PWM波周期内，I电流波形为三角波，如图3所示。
[0019]如图2所示，当方波信号的频率为，则的傅里叶级数展开得：（1）其中，n为从1开始的整数，U为方波信号的幅值；当，，利用叠加原理得：（2）其中，，T为注入信号的周期，T=；L
d
为d轴电感，L
q
为q轴电感，L
d
≠L
q
，因为L
d
＝L
q
时，L
q
=0，无法识别电机转子位置；R为电机相电阻。
[0020]从公式（2）可见，含有转子位置误差信号，在时间、，取相反数，即：
（3）对进行比例积分即PI调节，得到电机转子角度位置：（4）其中，为比例系数，为积分系数；当电机转子实际位置位于时，如果初值为0，此时，从公式（2）、（3）可见＜0，这是因为公式（2）中包括，这些角度的sin函数值为负值。（4）式中为负值，逐渐增大，绝对值逐渐减小；当=π时，=0，不变，。与转子实际位置相差π。
[0021]同理可知，当电机转子实际位置位于时，。由于可能与实际位置一致，也可能相差π弧度，以至于无法判断出实际直轴的正方向。解决的方法通常是利用磁路的饱和效应，利用d轴注入正、反方向的等宽电压脉冲，当电压脉冲沿着实际直轴正方向注入时，电感变小，电流峰值较大；当电压脉冲沿着实际直轴正方向反方向注入时，电感变大或者保持不变，电流峰值较小。
[0022]由于冰箱电机、吸油烟机、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单电阻电机初始位置检测方法，其特征在于，包括：步骤S10、在电机模型d轴注入多个周期的方波信号；步骤S20、检测电机相电流，通过坐标变换获得电机d轴电流和q轴电流，根据q轴电流获取电机转子角度位置，根据d轴电流判断电机转子初始位置，判定，或者判定。2.根据权利要求1所述的单电阻电机初始位置检测方法，其特征在于，所述步骤S10具体包括：在个PWM波周期中，为大于1的自然数，在时间t<个PWM波周期内，d轴注入信号幅度为U的高电平，在个PWM波周期内，d轴注入信号幅度为
‑
U的低电平,完成一个方波周期信号的注入，如此重复得到多个周期的方波信号。3.根据权利要求2所述的单电阻电机初始位置检测方法，其特征在于，所述步骤S20中根据q轴电流获取电机转子角度位置具体包括：步骤S21、获取电机q轴电流，在时...

【专利技术属性】
技术研发人员：李昱兵，陈跃，赵鹏飞，
申请(专利权)人：四川奥库科技有限公司，
类型：发明
国别省市：