[发明专利]一种场定向无感启动的转子位置估算方法

说明书

本发明提出了一种场定向无感启动的转子位置估算方法，包括如下步骤：步骤一：依次对电机施加幅值相同、方向不同的电压矢量，同时通过电流采样得到三相电流，取每次电压矢量作用完毕时对应的定子三相相应电流i_U，i_V和i_W；步骤二：通过坐标变换得到到d′‑q′坐标系下的电流id′；步骤三：通过比较得出最大的d_act轴电流i_max从而得到对应的转子角度θact。通过给电机施加幅值相等、方向不同的电压脉冲，检测并比较其相应的定子电流，通过检测电流的最大值，就可以得到转子的初始位置。理论上该方法的精度能达到0.9375°。

技术领域

本发明涉及永磁同步电机技术，尤其涉及一种场定向无感启动的转子位置估算方法。

背景技术

随着永磁同步电机的广泛应用，对永磁同步电机系统的效率、稳定可靠性等要求越来越高。永磁同步电机需要精确的转子位置以实现磁场定向，如果转子初始位置估算不准确，会降低电机的启动转矩，甚至造成电机反转等问题，从而导致起动失败，所以保证转子初始位置的检测对永磁同步电机的启动性能很重要。在传统的电机控制中，最常用的方法是在转子轴上安装传感器，但这些传感器不但增加了整体的成本，降低了可靠性，而且还受温度、湿度等环境因素的影响，所以电机的无感启动显得尤为重要。

发明内容

本发明提出了一种场定向无感启动的转子位置估算方法，包括如下步骤：

步骤一：依次对电机施加幅值相同、方向不同的电压矢量，同时通过电流采样得到三相电流，取每次电压矢量作用完毕时对应的定子三相相应电流i_U，i_V和i_W；

步骤二：通过坐标变换得到到d′-q′坐标系下的电流id′；

步骤三：通过比较得出最大的d_act轴电流i_max从而得到对应的转子角度θact。

本发明提出的所述场定向无感启动的转子位置估算方法中，步骤二的坐标变换公式为：id_act＝2/3[i_Ucosθ+i_Vcos(θ-120°)+i_Wcos(θ+120°)]。

本发明提出的所述场定向无感启动的转子位置估算方法中，所述通过比较得出最大的d_act轴电流i_max从而得到对应的转子角度θact具体包括：施加第一电压矢量得到对应电流后，施加足够长时间点零电压矢量，并通过依次施加方向不同的电压矢量之后得到相应电流；以第一次电压矢量获得的对应电流为基准，若之后得到的电流值大于基准时，将该电流值作为新的基准并记录该方向，直至比较所有电压矢量的电流后为止。

本发明提出的所述场定向无感启动的转子位置估算方法中，进一步包括对转子角度θact的修正，包括：在角度θact为中心，以角度偏移量设定两个电压矢量；经施加两个电压矢量后所得的电流值大于原电流值时，则将该电流值对应的修正角度即为转子角度θact。

本发明提出的所述场定向无感启动的转子位置估算方法中，进一步设定最小偏移角度，反复减小角度偏移量对转子角度θact进行修正，直至角度偏移量小于最小偏移角度后停止修正。

本发明提出的场定向无感启动的转子位置估算方法，在电机静止时对转子位置进行估算的方法，它利用电机定子磁心的非线性饱和特性进行转子位置估算，通过给电机施加幅值相等、方向不同的电压脉冲，检测并比较其相应的定子电流，通过检测电流的最大值，就可以得到转子的初始位置。理论上该方法的精度能达到0.9375°

附图说明

图1为参考坐标系示意图。

图2为实施例中电压空间矢量作用顺序图。