一种永磁同步电机的转子初始位置检测方法及系统技术方案

本发明专利技术属于永磁同步电机驱动控制技术领域，具体提供了一种永磁同步电机的转子初始位置检测方法及系统，包括以下步骤：设计注入周期为T的波形电压，在T2

【技术实现步骤摘要】
一种永磁同步电机的转子初始位置检测方法及系统


[0001]本专利技术涉及永磁同步电机驱动控制
，更具体地，涉及一种永磁同步电机的转子初始位置检测方法及系统。

技术介绍

[0002]d轴是电机中的直轴，q轴是交轴，在同步电机中转子磁极的中心线上，那就是直轴方向，两相邻磁极之间的垂直平分线上那就是交轴方向。转子在静止状态时初始位置检测现有许多方法，例如高频脉振注入，高频旋转电压注入等方法。这些方法大多依赖于电机d
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q轴电感参数，当电机电感很小时或者电机凸极性很小时，这些方法可能会出现静止状态下初始角度收敛失败或者收敛不准确，但是电机旋转后又能准确预测位置角的情况，在工业产品制作上会出现调试困难的情况。

技术实现思路

[0003]本专利技术针对现有技术中存在的电机静止状态下初始位置判断不准，从而使得电机零速到低速过渡时产生的反转以及启动失败的技术问题。
[0004]本专利技术提供了一种永磁同步电机的转子初始位置检测方法，包括以下步骤：
[0005]S1，设计注入周期为T的波形电压，波形周期T包括T1
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T2、T2
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T3、T3
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T4及T4
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T5共4个时间段；
[0006]S2，在T2
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T3及T3
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T4两个时间段内分别注入电压幅值为U2的正向电压和反向电压，在T1
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T2及T4
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T5两个时间段内分别注入电压幅值为U1的正向电压和反向电压；
[0007]S3，选择注入角度间隔，构成一组注入角度组，选择注入角度组内的不同角度间隔，按照步骤S2中相同的电压注入方式依次注入波形电压；采集不同角度下，正向电压注入时d轴的反馈电流；
[0008]S4，选择d轴电流变化斜率绝对值最大方向作为真实d轴方向，然后进行极性判断即可得到转子初始角度位置。
[0009]优选地，所述S2还包括：在0
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T1时间段内，d轴上注入电压为0，以清除励磁磁场。
[0010]优选地，所述S2具体包括：根据产品精度要求确定电流采样精度，根据电流采样精度决定后期注入电压幅值U2的选取；
[0011]其中U2的电压大小设置标准为：
[0012]在注入电压时电机扰动在允许范围内，同时保证采样电流大小不会触发电机的过流保护，每个采样周期内d轴电流上升幅度能够被采样电路准确采集。
[0013]优选地，所述U1的数值大小为U2的数值大小的十分之一。
[0014]优选地，所述S3具体包括：
[0015]采集d轴的反馈电流时，相邻两个电流采样点的电流差值大于采样精度。
[0016]优选地，所述S4具体包括：
[0017]S41，选择d轴电流变化斜率绝对值最大方向作为下一轮注入的基准方向，且将对
应的注入角度间隔A的一半的角度间隔作为下一轮注入的间隔，然后重复步骤S3进行波形电压注入；
[0018]S42，选择所有波形电压注入组中d轴电流变化斜率绝对值最大方向作为真实d轴方向，然后进行极性判断即可得到转子初始角度位置。
[0019]优选地，所述S4具体包括：
[0020]得到的真实d轴方向后进行极性判断，如果是正向则作为转子初始角度位置，如果是反向，则需要加上π作为转子初始角度位置。
[0021]本专利技术还提供了一种永磁同步电机的转子初始位置检测系统，所述系统用于实现永磁同步电机的转子初始位置检测方法，包括：
[0022]波形电压设计模块，用于设计注入周期为T的波形电压，波形周期T包括T1
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T2、T2
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T3、T3
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T4及T4
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T5共4个时间段；
[0023]在T2
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T3及T3
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T4两个时间段内分别注入电压幅值为U2的正向电压和反向电压，在T1
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T2及T4
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T5两个时间段内分别注入电压幅值为U1的正向电压和反向电压；
[0024]波形电压注入模块，用于选择注入角度间隔，构成一组注入角度组，选择注入角度组内的不同角度间隔，按照步骤S2中相同的电压注入方式依次注入波形电压；采集不同角度下，正向电压注入时d轴的反馈电流；
[0025]初始角度判断模块，用于选择d轴电流变化斜率绝对值最大方向作为真实d轴方向，然后进行极性判断即可得到转子初始角度位置。
[0026]本专利技术还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机管理类程序时实现永磁同步电机的转子初始位置检测方法的步骤。
[0027]本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机管理类程序，所述计算机管理类程序被处理器执行时实现永磁同步电机的转子初始位置检测方法的步骤。
[0028]有益效果：本专利技术提供的一种永磁同步电机的转子初始位置检测方法及系统，包括以下步骤：设计注入周期为T的波形电压，波形周期T包括T1
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T2、T2
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T3、T3
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T4及T4
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T5共4个时间段；在T2
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T3及T3
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T4两个时间段内分别注入电压幅值为U2的正向电压和反向电压，在T1
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T2及T4
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T5两个时间段内分别注入电压幅值为U1的正向电压和反向电压；选择注入角度间隔，构成一组注入角度组，选择注入角度组内的不同角度间隔，按照步骤S2中相同的电压注入方式依次注入波形电压；采集不同角度下，正向电压注入时d轴的反馈电流；选择d轴电流变化斜率绝对值最大方向作为真实d轴方向，然后进行极性判断即可得到转子初始角度位置。该方案可以快速确定出电机静止状态下初始位置角度从而用于产品控制，且初始角度判断的精度可以根据具体产品要求进行自行选择，从而解决电机零速到低速过渡时产生的反转以及启动失败的情况。
附图说明
[0029]图1为本专利技术提供的一种永磁同步电机的转子初始位置检测方法的波形注入原理图；
[0030]图2为本专利技术提供的一种可能的电子设备的硬件结构示意图；
[0031]图3为本专利技术提供的一种可能的计算机可读存储介质的硬件结构示意图；
[0032]图4为本专利技术提供的波形电压注入方向d1
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q1坐标系与真实d
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q坐标系关系图。
具体实施方式
[0033]下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。
[0034]如图1所示，本专利技术实施例提供的一种永磁同步电机的转子初始位置检测方法，包括以下步骤：
[0035]S1，设计注入周期为T的波形电压，波形周期T包括T1
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T2、T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的转子初始位置检测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，设计注入周期为T的波形电压，波形周期T包括T1
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T2、T2
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T3、T3
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T4及T4
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T5共4个时间段；S2，在T2
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T3及T3
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T4两个时间段内分别注入电压幅值为U2的正向电压和反向电压，在T1
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T2及T4
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T5两个时间段内分别注入电压幅值为U1的正向电压和反向电压；S3，选择注入角度间隔，构成一组注入角度组，选择注入角度组内的不同角度间隔，按照步骤S2中相同的电压注入方式依次注入波形电压；采集不同角度下，正向电压注入时d轴的反馈电流；S4，选择d轴电流变化斜率绝对值最大方向作为真实d轴方向，然后进行极性判断即可得到转子初始角度位置。2.根据权利要求1所述的永磁同步电机的转子初始位置检测方法，其特征在于，所述S2还包括：在0
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T1时间段内，d轴上注入电压为0，以清除励磁磁场。3.根据权利要求1所述的永磁同步电机的转子初始位置检测方法，其特征在于，所述S2具体包括：根据产品精度要求确定电流采样精度，根据电流采样精度决定后期注入电压幅值U2的选取；其中U2的电压大小设置标准为：在注入电压时电机扰动在允许范围内，同时保证采样电流大小不会触发电机的过流保护，每个采样周期内d轴电流上升幅度能够被采样电路准确采集。4.根据权利要求3所述的永磁同步电机的转子初始位置检测方法，其特征在于，所述U1的数值大小为U2的数值大小的十分之一。5.根据权利要求1所述的永磁同步电机的转子初始位置检测方法，其特征在于，所述S3具体包括：采集d轴的反馈电流时，相邻两个电流采样点的电流差值大于采样精度。6.根据权利要求1所述的永磁同步电机的转子初始位置检测方法，其特征在于，所述S4具体包括：S41，选择d轴电流变化斜率绝对值最大方向作为下一轮注入的基准方向，且将对应的注入角度间隔A...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘涛，李淳风，
申请(专利权)人：湖南擎舟芯源电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：