[发明专利]一种电力机器人转子初始位置检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力机器人转子初始位置检测方法，通过分别检测A、B、C相电感后，通过旋转坐标变换计算转子初始位置。

背景技术

目前，在各种结构的机器人系统中，由于采用永磁同步电机（PMSM）的方案效率较高，因此这种方案具有着重要的地位。特别是在电力机器人和小型机器人中，PMSM由于这些优点而得到了更多的应用。而能否对转子初始位置进行准确估计是永磁同步发电机高性能控制策略（矢量控制或直接转矩）和无位置传感器运行实现的前提条件，也是关系到机器人是否顺利起动，以及能否实现最大转矩起动的关键问题；因此，转子初始位置检测一直是工程技术界研究的热点和难点问题之一，尤其在电力机器人中，因为机器人所进行的操作为基本为高压操作，检测的线路非常危险，如果转子初始位置检测不准确，会造成电力机器人的反响转动，结果有可能因为误操作破坏整个电力线路和机器人，严重的甚至会造成高压短路。

保证电机不发生转动且检测转子初始位置的方法，目前的研究成果为di/dt检测法和高频注入法两种：di/dt检测法需要向电机中注入幅值相同、方向不同的一系列电压脉冲，检测并比较相应电流的大小来估计转子初始位置，这种方法可行，但如果想得到精确的转子初始位置需要施加多个不同方向的电压脉冲，对逆变器的控制较为复杂；而采用高频信号注入法，其基本原理是在电机中注入特定的高频电压信号，然后检测电机中对应的电流信号以确定转子的初始位置，但该方法算法较为复杂，实现起来较为困难，且需要低通滤波器等额外的硬件电路，增加了成本。

工程中较为常用的转子初始位置的方法是强制定位法，这种方法需要在机器人运行之前，强行使得机器人转动，这在电力机器人中是非常不可靠也是不能实施的。除此之外的一些初始位置检测方法，均需要依赖机器人驱动参数，使操作起来准确性降低很多。因此提出一种不依赖机器人驱动参数，且实现简单，准确的初始位置检测方法十分必要。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种电力机器人转子初始位置检测方法，够非常准确的检测一种永磁同步电机转子初始位置，实现电机的顺利起动；实施过程简单，不需要依赖任何电机参数，测量结果准确。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种电力机器人转子初始位置检测方法，首先通过控制三相逆变器（驱动电路）向永磁电机施加三次高频低压脉冲，并利用平均电流斜差法计算L_ab、L_bc和L_ac，通过L_ab、L_bc和L_ac的比较确定转子位置角所在区间；然后根据转子位置角所在区间，再通过控制三相逆变器向永磁电机施加一次高频低压脉冲，在四次线电感检测过程中，选择最优的三次检测值进行旋转坐标变换，最终确定转子初始位置角；具体包括如下步骤：

（1）采用三相逆变器两两导通的控制方式，即每一时刻电机有两相导通，非导通相悬空，向永磁电机施加三次高频低压脉冲，在相应两相导通时通过线电感计算模块计算相应两相间的电感如式（a）：