[发明专利]永磁电机启动方法、装置及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种永磁电机启动方法、装置及系统，尤其是指一种无传感器的永磁电机启动方法、装置及系统。

背景技术

永磁电机由于具有功率密度大、效率高等优点，在很多场合中得到广泛应用，例如冰箱的压缩机。永磁电机控制系统在实际应用场合中，通常需要在电机上安装价格比较昂贵的绝对式编码器或旋转变压器等位置传感器，用于获取转子的绝对位置信息。随着永磁电机控制技术的不断发展，为了进一步降低永磁电机驱动系统的成本，希望采用比较廉价的增量式编码器来检测位置信息，或者采用无位置传感器技术。然后，这两种方案都需要解决一个重要的问题，即必须在电机运行之前对转子的初始位置进行准确定位，只有得到比较准确的转子初始位置信息之后，才能有效第控制电机启动运行。

现有地，一般是在电机绕组上施加一定幅值的电流矢量，让电流矢量保持一段时间，使得电机转子转动并定位到预先设置的方向。然而，预先施加的电流矢量会造成电机额外发热、晃动，导致电机磨损，并产生噪音。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种永磁电机启动方法。

本发明的另一目的在于提供一种永磁电机启动装置。

本发明的又一目的在于提供一种永磁电机启动系统。

相应地，本发明的一种实施方式的永磁电机启动方法，包括：

S1、在自定的转子旋转坐标系的                                                轴上的永磁电机的定子绕组中注入高频电压信号；

S2、检测自定的转子旋转坐标系的轴上的高频响应电流信号；

S3、将所述高频响应电流信号进行低通滤波处理为误差信号；

S4、通过PID调节器调节所述误差信号趋于零后，计算出转子初始位置；

S5、根据所述转子位置计算出转子初始角速度。

作为本发明的进一步改进，所述高频电压信号为脉振高频电压信号。

作为本发明的进一步改进，所述S2步骤后还包括：

将所述高频响应电流信号从三相坐标变换为两项旋转坐标。

作为本发明的进一步改进，在所述“将所述高频响应电流信号从三相坐标变换为两项旋转坐标”步骤后，还包括：

对所述高频响应电流信号进行带通滤波；

将带通滤波后的高频响应电流信号进行放大。

作为本发明的进一步改进，所述S5步骤具体为：

对所述转子初始位置进行微分，获得所述转子初始角速度。

相应地，本发明的一种实施方式的永磁电机启动装置，包括：

在自定的转子旋转坐标系的轴上的永磁电机的定子绕组中注入高频电压信号；

检测自定的转子旋转坐标系的轴上的高频响应电流信号；

将所述高频响应电流信号进行低通滤波处理为误差信号；

调节所述误差信号趋于零后，计算出转子初始位置；

根据所述转子位置计算出转子初始角速度。

作为本发明的进一步改进，所述高频电压信号为脉振高频电压信号。

作为本发明的进一步改进，所述装置还用于将所述高频响应电流信号从三相坐标变换为两项旋转坐标。

作为本发明的进一步改进，所述装置还用于：

对所述高频响应电流信号进行带通滤波；

将带通滤波后的高频响应电流信号进行放大。

作为本发明的进一步改进，所述观测器为龙伯格观测器，用于对所述转子初始位置进行微分，获得所述转子初始角速度。

相应地，本发明的一种实施方式的永磁电机启动系统，包括：

电源单元，与所述电源单元电性连接的控制单元和逆变单元，所述电源单元为所述控制单元和所述逆变单元提供电力；

所述逆变单元电性连接永磁电机，并由所述控制单元控制，驱动所述永磁电机；

其中，所述控制单元包括：

用于在自定的转子旋转坐标系的轴上的永磁电机的定子绕组中注入高频电压信号的电路；

用于检测自定的转子旋转坐标系的轴上的高频响应电流信号的电路；

低通滤波器，用于将所述高频响应电流信号进行低通滤波处理为误差信号；

PID调节器，用于调节所述误差信号趋于零后，计算出转子初始位置；

观测器，用于根据所述转子位置计算出转子初始角速度。

作为本发明的进一步改进，所述高频电压信号为脉振高频电压信号。

作为本发明的进一步改进，所述控制电源还包括：