一种无传感器无刷电机起动控制方法技术

本发明专利技术公开了电机控制领域的一种无传感器无刷电机起动控制方法，包括步骤：S1：对电机转子初始预定位，使转子按照预定的相序导通下一相；S2：计算转子的当前角度，判断转子是否满足换相条件，若满足则进入S3，不满足则重复当前步骤；S3：持续采集母线电流，计算母线电流的变化趋势，确定母线电流稳定处于最小值时进入S4；S4：设置转子的当前角度为零，统计从S1开始持续到当前时刻的起动时间t1，判断是否满足第二设定时间阈值t

【技术实现步骤摘要】
一种无传感器无刷电机起动控制方法


[0001]本专利技术涉及电机控制领域，具体是一种无传感器无刷电机起动控制方法。

技术介绍

[0002]可靠起动是无位置传感器电机控制系统正常运行的必要保证，主要通过对电机进行初始定位，在根据事先规划的换相次序进行换相，同时对转子的位置进行实时的估计，并根据估计的位置与设定的换相点位置进行比较来确定是否进行换相，然后根据母线电流变化趋势对相关寄存器进行清零，最后统计起动时间并判断是否完成起动。该方法可以广泛应用于航空航天、船舶、兵器、电子等军用领域运动控制系统和无人机、机器人、电动汽车、冰箱、洗衣机等工业电机驱动控制领域。
[0003]当前所采用的无位置传感器无刷电机起动控制方法，包括电机转子初始定位、按照指定相序表在指定的时间后进行下一次换相，同时增加施加定子电压的占空比和换相频率，判断电机起动时间是否满足预定的时间确定是否完成起动。软件流程如图1所示，该方法首先初始化电压输入占空比D、电压u、定位时间t0及起动时间t1，然后对指定两相进行加电，统计定位时间t0，若定位时间满足预设的时间t
a
，则定位结束，导通下一相，然后增加占空比D＝D+ε，减少换相等待时间t2＝t2‑
μ，并统计起动时间t
1,
当t1>t
s
时，完成电机起动过程。
[0004]上述电机速度检测方法，有明显的缺陷，表现在以下方面：
[0005](1)电压输入占空比的增加量ε及换相等待时间μ极难确定；
[0006](2)该方法对外围负载适应能力弱，随着电机负载的变动可能需要重新调整输入占空比和换相等待时间；
[0007](3)参数容错能力差，起动参数稍微变化可能导致起动失败；
[0008](4)电机起动换相过程中，容易导致电机的电流脉动很大，出现电机抖动。
[0009]针对上述电机起动方法的缺点，申请人提出一种无传感器无刷电机起动控制新方法。

技术实现思路

[0010]本专利技术的目的在于提供一种无传感器无刷电机起动控制方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0011]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0012]一种无传感器无刷电机起动控制方法，包括步骤：
[0013]S1：对电机转子初始预定位，使转子按照预定的相序导通下一相；
[0014]S2：计算转子的当前角度，判断转子是否满足换相条件，若满足则进入S3，不满足则重复当前步骤；
[0015]S3：持续采集母线电流，计算母线电流的变化趋势，确定母线电流稳定处于最小值时进入S4；
[0016]S4：设置转子的当前角度为零，统计从S1开始持续到当前时刻的起动时间t1，判断是否满足第二设定时间阈值t
s
，若满足，起动结束，若不满足，返回S2。
[0017]进一步的，所述对电机转子初始预定位包括：
[0018]预设第一时间阈值t
a
，在电机定子任意两相施加具有固定占空比的电压信号u；
[0019]统计电机转子运转到初始位置的定位时间t0，直至t0>t
a
，则电机转子初始预定位成功，导通下一相，进入S2。
[0020]进一步的，所述计算转子的当前角度包括：
[0021]采集获取当前母线电流i[kT]，计算母线电流的积分值，并通过迭代算法计算获得转子的角度值θ[kT]；其中k表示采样步长，KT表示采样时刻。
[0022]进一步的，所述判断转子是否满足换相条件包括：
[0023]预设换相角度阈值θ0、角度比较阈值δ以及第一阈值N0；
[0024]判断θ[kT]‑
θ0＞δ是否成立并统计成立的次数N，若θ[kT]‑
θ0＞δ与N>N0同时成立，则满足换相条件，进入S3。
[0025]进一步的，所述
[0026]进一步的，所述计算母线电流的变化趋势，确定母线电流稳定处于最小值包括：
[0027]预设电流比较阈值γ与第二阈值N1；
[0028]持续采集获取当前母线电流i[kT]，判断i[(k
‑
2)T]‑
i[(k
‑
1)T]>γ与i[kT]‑
i[(k
‑
1)T]>γ是否成立并统计两者同时成立的次数N
’
；
[0029]当N
’
>N时，确定母线电流稳定处于最小值，进入S4。
[0030]有益效果：本专利技术使得可变参数更为精确控制，降低了电流的脉动，有效增加了电机负载的适应能力，并保证了计算误差小。同时本专利技术对计算值反复判断直至满足设定条件，扩大了电机起动换相的容错能力，从而确保了电机的可靠换相。
附图说明
[0031]图1为现有技术的流程控制图；
[0032]图2为本专利技术的流程控制图。
具体实施方式
[0033]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0034]见图2为本专利技术的流程控制图，无传感器无刷电机起动控制方法，包括步骤：
[0035]S1：对电机转子初始预定位。该步骤主要用于为后续转子角度计算提供初试位置参考，进而为后续的换相阈值判断及母线电流比较提供保证。具体地，对电机转子初始预定位包括：
[0036]在电机定子任意两相施加具有固定占空比D的电压信号u，其中：
[0037]u＝D
×
V
s
[0038][0039]V
s
表示母线电压，R表示电机定子三相的平均相电阻，由三相电阻R
x
,x＝1,2,3共同确定，即ω为电机的角速度，T
L
为电机的负载转矩，k
e
表示电机的反电动势常数。
[0040]预设第一时间阈值t
a
，t
a
的选取应足够长以保证电机转子能够运行到所在相序的位置。统计电机转子运转到初始相序位置的定位时间t0，直至t0>t
a
，则电机转子初始预定位成功，转子按照预定的相序导通下一相，进入S2。
[0041]设定的相序按照六拍进行，即U+V
‑
、U+W
‑
、V+W
‑
、V+U
‑
、W+U
‑
、W+V
‑
，例如若初始定位相序选择U+V
‑
，则按照顺序方向进行，下一相选择U+W
‑
导通，若初始定位选择W+U
‑
，则下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无传感器无刷电机起动控制方法，其特征在于，包括步骤：S1：对电机转子初始预定位，使转子按照预定的相序导通下一相；S2：计算转子的当前角度，判断转子是否满足换相条件，若满足则进入S3，不满足则重复当前步骤；S3：持续采集母线电流，计算母线电流的变化趋势，确定母线电流稳定处于最小值时进入S4；S4：设置转子的当前角度为零，统计从S1开始持续到当前时刻的起动时间t1，判断是否满足第二设定时间阈值t
s
，若满足，起动结束，若不满足，返回S2。2.根据权利要求1所述的一种无传感器无刷电机起动控制方法，其特征在于，所述对电机转子初始预定位包括：预设第一时间阈值t
a
，在电机定子任意两相施加具有固定占空比的电压信号u；统计电机转子运转到初始位置的定位时间t0，直至t0>t
a
，则电机转子初始预定位成功，导通下一相，进入S2。3.根据权利要求1所述的一种无传感器无刷电机起动控制方法，其特征在于，所述计算转子的当前角度包括：采集获取当前母线电流i[kT]，计算母线电流的积分值，并通过迭代算法计算获得转子的角度值θ[kT]；其中k表示采样步长，KT表示采样时刻...

【专利技术属性】
技术研发人员：王朝庆，袁宝山，王海宁，庄永河，李应鹏，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第四十三研究所，
类型：发明
国别省市：