一种永磁同步电机转子初始位置在线辨识方法技术

本发明专利技术公开了一种永磁同步电机转子初始位置在线辨识方法，包括：设定电机和旋变极对数及初始位置在线辨识期望电流值；在0电角度位置根据期望电流值进行A相电流闭环调节，记录旋变位置值，校对三相电流值；在2π/3电角度位置根据期望电流值进行B相电流闭环调节，记录旋变位置值，校对三相电流值和旋变数值；在4π/3电角度位置时根据期望电流值进行C相电流闭环调节，记录旋变位置值，校对三相电流值和旋变数值；解析转子初始位置。本发明专利技术能克服电压开环调节的响应慢、电流误差大、计算冗杂等缺点，适应全电压范围；能识别电机三相线和旋变线相序，检测逆变器功率器件状态，可广泛应用于永磁同步电机台架标定、故障诊断等场合。故障诊断等场合。故障诊断等场合。

【技术实现步骤摘要】
一种永磁同步电机转子初始位置在线辨识方法


[0001]本专利技术涉及一种转子初始位置在线辨识方法，特别是一种永磁同步电机转子初始位置在线辨识方法。

技术介绍

[0002]永磁同步电机具有结构简单、运行可靠、功率密度高等优点，已广泛地应用在工业控制、新能源汽车等行业中。永磁同步电机的控制多采用矢量控制策略，矢量控制的关键是对电机三相电流和电机转子位置实时采样以进行电机解耦计算。现有电机转子位置传感器多使用光电编码器、旋转变压器(简称“旋变”)、磁编码器等传感器设备，而旋变能够实时准确检测出电机转子磁场绝对初始位置，为了获得更好的控制性能，需要对电机旋变初始位置进行检测与辨识。
[0003]现有永磁同步电机转子初始位置检测多是电压开环进行直流定位然后调节旋变位置，一方面需要人工介入，手动调节旋变位置，该过程中存在人工操作误差大，耗时久等问题；另一方面，电压开环方法在不同的电压等级下，皆存在弊端，比如若满足高压下位置检测辨识将造成在低电压情况下检测时间久、定位电流不准确、计算冗杂、效率低下等缺点。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种永磁同步电机转子初始位置在线辨识方法。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术公开了一种永磁同步电机转子初始位置在线辨识方法，包括以下步骤：
[0006]步骤1，设置永磁同步电机的旋变极对数P
M
和P
R
设定闭环电流值I
ref
；r/>[0007]步骤2，根据永磁同步电机d轴和q轴电压方程以及三相电流方程，对电机三相电流中的A相电流在0电角度进行电流闭环PI调节，PI调节输出值u(x)作为d轴电压输入，记录此时旋变数值为AngA；
[0008]步骤3，对电机三相电流中的B相电流在2π/3电角度进行电流闭环PI调节，PI调节输出值u(x)作为d轴电压输入，记录此时旋变数值为AngB，三相电流反馈值为I
a
、I
b
和I
c
；
[0009]步骤4，校验电机三相电流关系以及旋变数值是否满足限定条件，若满足，则执行步骤6；若不满足，则执行步骤5；
[0010]步骤5，重新检查并确认电机三相线和旋变线相序，并执行步骤2；
[0011]步骤6，对电机三相电流中的C相电流在4π/3电角度进行电流PI闭环，PI调节输出值u(x)作为d轴电压输入，记录此时旋变数值为AngC，更新三相电流反馈值I
a
、I
b
和I
c
；
[0012]步骤7，校验电机三相电流关系以及旋变数值是否满足限定条件；若满足，则执行步骤8，若不满足则执行步骤2；
[0013]步骤8，解析出转子初始位置，完成永磁同步电机转子初始位置在线辨识。
[0014]本专利技术步骤2中所述的PI调节输出值u(x)计算方法包括：
[0015][0016]其中，K
p
为比例系数，K
i
为积分系数，e(k)为电流反馈值与电流给定值之差，C
i
为常量，T
sample
为采样周期，e(i)为静差，I
a
为A相电流反馈值，I
ref
为期望电流值。
[0017]步骤2中所述的电机d轴和q轴电压方程包括：
[0018][0019]其中，u
d
和u
q
分别为电机d轴和q轴的电压，R
s
为电机定子电阻，i
d
和i
q
分别为电机d轴和q轴电流，ω
e
为电机角速度，L
q
和L
d
分别为电机d轴和q轴电感，ψ
f
为转子磁链；d轴和q轴电压受到电子定子电阻和电流的影响，当定子绕组电压即外部电压变化时，d轴和q轴电压同时改变。
[0020]步骤2中所述的三相电流方程为：
[0021][0022]其中，为电机三相电流，θ
r
为转子位置，为转子坐标下的电机dq轴电流矢量。
[0023]步骤2中所述的PI调节输出值u(x)作为d轴电压输入方法包括：
[0024]将PI调节输出值u(x)代入电机d轴和q轴电压方程中，同时将q轴电压置为0，得到：
[0025][0026]将受外部电压影响的电流等参数替换为通过PI闭环调节输出值，使d轴和q轴电压与外部电压间接耦合进行解耦。
[0027]步骤4中所述电机三相电流关系限定条件为：
[0028]I
b
＝|I
a
|+|I
c
|
[0029]其中，I
a
为A相电流反馈值，I
b
为B相电流反馈值，I
c
为C相电流反馈值。
[0030]步骤4中所述旋变数值限定条件为：
[0031]AngB＝AngA+(P
R
*4095)/(3*P
M
)
[0032]其中，AngA为0电角度时旋变反馈数值，AngB为2π/3电角度时旋变反馈数值，P
R
为旋变极对数，P
M
为电机极对数。
[0033]步骤7中所述电机三相电流关系限定条件为：
[0034]I
c
＝|I
a
|+|I
b
|。
[0035]步骤7中所述旋变数值限定条件为：
[0036]AngC＝AngA+(2*P
R
*4095)/(3*P
M
)。
[0037]步骤4中所述旋变数值不满足限定条件，即相邻间隔角度的旋变反馈数值之差ΔAng不满足ΔAng＝(P
R
*4095)/(3*P
M
)，则判断旋变线相序不正确导致读数错误，或电机三相线相序不正确，造成电机转动角度方向错误；据此检查旋变线和电机三相线的相序；
[0038]若电机三相线束以及旋变接线顺序皆正常，则判断为三相全桥逆变器的功率器件处于异常故障状态。
[0039]有益效果：
[0040]通过电流闭环实现对电机转子位置的辨识，实现电流的准确控制，同时避免人工介入，所有辨识操作步骤皆自动按照状态顺序执行；并且将电压对定位电流的影响进行解耦，实现三相电流闭环调节输出为d轴和q轴电压的唯一输入参数。
附图说明
[0041]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做更进一步的具体说明，本专利技术的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。
[0042]图1为本专利技术流程图。
[0043]图2为本专利技术原理示意图。
具体实施方式
[0044]为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种永磁同步电机转子初始位置在线辨识方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，设置永磁同步电机的旋变极对数P
M
和P
R
，设定闭环电流值I
ref
；步骤2，根据永磁同步电机d轴和q轴电压方程以及三相电流方程，对电机三相电流中的A相电流在0电角度进行电流闭环PI调节，PI调节输出值u(x)作为d轴电压输入，记录此时旋变数值为AngA；步骤3，对电机三相电流中的B相电流在2π/3电角度进行电流闭环PI调节，PI调节输出值u(x)作为d轴电压输入，记录此时旋变数值为AngB，三相电流反馈值为I
a
、I
b
和I
c
；步骤4，校验电机三相电流关系以及旋变数值是否满足限定条件，若满足，则执行步骤6；若不满足，则执行步骤5；步骤5，重新检查并确认电机三相线和旋变线相序，并执行步骤2；步骤6，对电机三相电流中的C相电流在4π/3电角度进行电流PI闭环，PI调节输出值u(x)作为d轴电压输入，记录此时旋变数值为AngC，更新三相电流反馈值I
a
、I
b
和I
c
；步骤7，校验电机三相电流关系以及旋变数值是否满足限定条件；若满足，则执行步骤8，若不满足则执行步骤2；步骤8，解析出转子初始位置，完成永磁同步电机转子初始位置在线辨识。2.如权利要求1所述的一种永磁同步电机转子初始位置在线辨识方法，其特征在于，所述步骤2中所述的PI调节输出值u(x)计算方法包括：其中，K
p
为比例系数，K
i
为积分系数，e(k)为电流反馈值与电流给定值之差，C
i
为常量，T
sample
为采样周期，e(i)为静差，I
a
为A相电流反馈值，I
ref
为期望电流值。3.如权利要求2所述的一种永磁同步电机转子初始位置在线辨识方法，其特征在于，所述步骤2中所述的电机d轴和q轴电压方程包括：其中，u
d
和u
q
分别为电机d轴和q轴的电压，R
s
为电机定子电阻，i
d
和i
q
分别为电机d轴和q轴电流，ω
e
为电机角速度，L
q
和L
d
分别为电机d轴和q轴电感，ψ
f
为转子磁链；d轴和q轴电压受到电子定子电阻和电流的影响，当定子...

【专利技术属性】
技术研发人员：凌涛，施刚，赵磊，刘康，李仁杰，阮立刚，姜涛，
申请(专利权)人：江苏迈吉易威电动科技有限公司，
类型：发明
国别省市：