一种大幅提高永磁同步电机转子初始位置检测精度的方法技术

本发明专利技术公开了一种大幅提高永磁同步电机转子初始位置检测精度的方法，属于电机技术领域，在保持电机静止的前提下，向定子注入脉冲电压矢量幅值和作用时间适宜的脉冲电压矢量序列，从注入的第2拨脉冲电压矢量序列起，适时和适度地同时或单独增大脉冲电压矢量的幅值和作用时间，并且每拨脉冲电压矢量序列均由正反向脉冲矢量对构成，最终能实现增大电流响应峰值及其差异，以确保检测过程的细分步数尽量增多，实现大幅提升检测精度的目标。根据本发明专利技术方法，对于内置式(凸极)永磁同步电机的检测精度达到0

【技术实现步骤摘要】
一种大幅提高永磁同步电机转子初始位置检测精度的方法


[0001]本专利技术属于电机
，具体涉及一种大幅提高永磁同步电机转子初始位置检测精度的方法。

技术介绍

[0002]永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)转子初始位置检测是应用PMSM的前提，特别是对于高性能控制系统和无传感器控制系统，实时精确地检测转子位置信息更是不可或缺的重要环节。
[0003]电机转子初始位置检测常用的方法有多种，其中，脉冲电压矢量法是基于磁路饱和效应原理的一种方法。由于磁路饱和效应是由定子铁心磁路饱和所引起，所以该法能够同时适用于转子结构不同的内置式永磁同步电机(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor,IPMSM)和表贴式永磁同步电机(Surface Permanent Magnet Synchronous Motor,SPMSM)。该方法的优势是检测精度高，尽管有文献指出，该法理论上的估算误差在0.937 5
°
(电角度)以内，但至今未见精度接近0.937 5
°
(电角度)的成果。

技术实现思路

[0004]针对上述提出的问题，本专利技术提出了一种大幅提高永磁同步电机转子初始位置检测精度的方法，设计合理，解决了现有技术的不足，具有良好的效果。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]一种大幅提高永磁同步电机转子初始位置检测精度的方法，向定子注入若干拨脉冲电压矢量序列，注入的每一拨脉冲电压矢量序列中，电压矢量以正反向对的形式注入，该方法包括以下步骤：
[0007]S1、永磁同步电机的转子处于静止状态，向定子注入第1拨包含12个脉冲电压矢量脉冲的脉冲电压矢量序列，脉冲电压矢量之间间隔30
°
电角度，脉冲电压矢量幅值为额定电压值的α％，脉冲电压作用时间为t，得到电流响应峰值最大的脉冲电压对应的矢量角θ
11
；
[0008]S2、从注入第2拨脉冲电压矢量序列开始，适当同时增大脉冲电压矢量幅值和脉冲电压作用时间t，或者单独增大脉冲电压矢量幅值或脉冲电压作用时间t，以提高电流响应峰值的分辨率，从而得到电流响应峰值最大的脉冲电压对应的矢量角；
[0009]S3、当注入第N拨脉冲电压矢量序列时，无论怎样反复调节电压脉冲幅值和作用时间，都无法分辨出电流响应峰值大小，则停止注入脉冲电压矢量序列，终止测试；于是注入第N
‑
1拨脉冲电压矢量序列时，电流响应峰值最大的脉冲电压对应的矢量角θ
1(N
‑
1)
就是检测得到的转子的初始位置角。
[0010]进一步地，向定子注入第M拨脉冲电压矢量序列时，其中M∈(1,N)，以注入第M
‑
1拨脉冲电压序列得到的电流响应峰值最大的脉冲电压对应的矢量角θ
1(M
‑
1)
为参考，在其左右以电角度间隔注入3对正反向电压脉冲矢量。
[0011]进一步地，永磁同步电机为内置式(凸极)永磁同步电机或表贴式(隐极)永磁同步电机。
[0012]进一步地，第N
‑
1拨脉冲电压矢量序列中电压矢量之间间隔的电角度为转子初始位置角的检测误差，由于转子初始位置角即为转子零位，故检测精度表示为
[0013]本专利技术所带来的有益技术效果为：
[0014]本专利技术提出了用适时适度地调整脉冲电压矢量幅值和脉冲电压作用时间的方法来提高转子初始角度检测精度的方法，本专利技术方法能同时适用于凸极式和隐极式电机，特别是检测精度高，具有重要的工程实用价值。
附图说明
[0015]下面结合附图对本专利技术做进一步说明：
[0016]图1为本专利技术中提高永磁同步电机转子初始位置检测精度方法的流程图；
[0017]图2为本专利技术中第1拨脉冲电压矢量序列注入次序示意图；
[0018]图3为本专利技术中第2拨脉冲电压矢量序列注入次序示意图；
[0019]图4为本专利技术中向IPMSM注入脉冲电压矢量序列后的电流响应波形图；
[0020]其中，图(a)为注入第1拨脉冲电压矢量序列后的电流响应波形图；
[0021]图(b)为注入第2拨脉冲电压矢量序列后的电流响应波形图；
[0022]图(c)为注入第3拨脉冲电压矢量序列后的电流响应波形图，其中注入的第3拨脉冲电压矢量幅值和作用时间与第2拨相同；
[0023]图(d)为注入第3拨脉冲电压矢量序列后的电流响应波形图，其中注入的第3拨脉冲电压矢量幅值和作用时间比第2拨增大；
[0024]图(e)为注入第4拨脉冲电压矢量序列后的电流响应波形图；
[0025]图(f)为注入第5拨脉冲电压矢量序列后的电流响应波形图；
[0026]图(g)为注入第6拨脉冲电压矢量序列后的电流响应波形图；
[0027]图(h)为注入第7拨脉冲电压矢量序列后的电流响应波形图；
[0028]图(i)为注入第8拨脉冲电压矢量序列后的电流响应波形图；
[0029]图(j)为注入第9拨脉冲电压矢量序列后的电流响应波形图；
[0030]图5为本专利技术中向SPMSM注入脉冲电压矢量序列后的电流响应波形图；
[0031]其中，图(a)为注入第1拨脉冲电压矢量序列后的电流响应波形图；
[0032]图(b)为注入第2拨脉冲电压矢量序列后的电流响应波形图；
[0033]图(c)为注入第3拨脉冲电压矢量序列后的电流响应波形图；
[0034]图(d)为注入第4拨脉冲电压矢量序列后的电流响应波形图；
[0035]图(e)为注入第5拨脉冲电压矢量序列后的电流响应波形图，其中注入的第5拨脉冲电压矢量幅值和作用时间与第4拨相同；
[0036]图(f)为注入第5拨脉冲电压矢量序列后的电流响应波形图，其中注入的第3拨脉冲电压矢量幅值和作用时间比第4拨增大；
[0037]图(g)为注入第6拨脉冲电压矢量序列后的电流响应波形图；
[0038]图(h)为注入第7拨脉冲电压矢量序列后的电流响应波形图；
[0039]图(i)为注入第8拨脉冲电压矢量序列后的电流响应波形图；
具体实施方式
[0040]本专利技术提出了一种大幅提高永磁同步电机转子初始位置检测精度的方法，为了使本专利技术的优点、技术方案更加清楚、明确，下面结合具体实施例对本专利技术做详细说明。
[0041]实施例1
[0042]选取2.2kW的内置式永磁同步电机(IPMSM)检测其转子初始位置，电机参数如表1所示，控制器DSP采用TI公司的F28335，绝对值式光电编码器为多摩川产品，单圈17位，多圈16位。检测前，电机转子处于随机位置，且保持静止状态。转子初始位置检测过程如图1所示。
[0043]表1 IPMSM参数
[0044][0045]第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大幅提高永磁同步电机转子初始位置检测精度的方法，其特征在于，向定子注入若干拨脉冲电压矢量序列，注入的每一拨脉冲电压矢量序列中，电压矢量以正反向对的形式注入，该方法包括以下步骤：S1、永磁同步电机的转子处于静止状态，向定子注入第1拨包含12个脉冲电压矢量脉冲的脉冲电压矢量序列，脉冲电压矢量之间间隔30
°
电角度，脉冲电压矢量幅值为额定电压值的α％，脉冲电压作用时间为t，得到电流响应峰值最大的脉冲电压对应的矢量角θ
11
；S2、从注入第2拨脉冲电压矢量序列开始，适当同时增大脉冲电压矢量幅值和脉冲电压作用时间t，或者单独增大脉冲电压矢量幅值或脉冲电压作用时间t，以提高电流响应峰值的分辨率，从而得到电流响应峰值最大的脉冲电压对应的矢量角；S3、当注入第N拨脉冲电压矢量序列时，无论怎样反复调节电压脉冲幅值和作用时间，都无法分辨出电流响应峰值大小，则停止注入脉冲电压矢量序列，终止测试；于是注入第N
‑
1拨脉冲电压矢量序列时，电...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟凯，王钊，苏涛，吕英俊，王晓明，王震，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：