[发明专利]矢量控制的永磁同步电机的缺相检测方法

说明书

本发明公开了基于矢量控制的永磁同步电机的缺相检测方法，其特征在于：利用转子旋转坐标系dq轴中的q轴电流iq的波动幅度进行缺相状态判断，当q轴电流iq波动小，趋向于平稳直流分量，视为正常状态；当q轴电流iq呈正弦状态波动，而且波动幅度大，视为缺相状态。它不受限于电流采样方式，适应性广，程序代码量更小，判断更迅速，在启动和运行阶段也能够快速判断缺相状态，并有一定抗干扰能力，简单快捷高效，计算量少，基本不耗费芯片资源，判断逻辑准确度高，对于缺相保护判断策略较为容易实现。

技术领域：

本发明涉及矢量控制的永磁同步电机的缺相检测方法。

背景技术：

带霍尔传感器的永磁同步电机，能够时刻通过霍尔传感器感知转子位置和转速信息，所以整个控制稳定可靠。但引入霍尔传感器会增加电机的体积和成本，而且由于加入霍尔传感器需要增加连线，连线之间容易引起干扰，从而降低了电机的性能。此外，霍尔传感器需精确安装，这样就大大增加电机的生产工艺难度。所以，采用无霍尔传感器控制策略具有很大的实际意义。目前很多厂家都开始逐步推广无霍尔传感器的永磁同步电机，解决的带霍尔传感器的弊端，大大拓展了永磁同步电机的应用范围。但电机转子位置等信息是通过复杂算法估算获得，对控制算法的可靠性要求很高。

基于无感矢量控制的永磁同步电机控制，通常是通过侦测BEMF(反电动势)来计算电机转子位置和转速，通过逆变器输出电压、电流推导BEMF，再由电机状态观测器估算转速位置和转速。以三相无感矢量控制的永磁同步电机，如果利用电阻对三相电流采样，那么通过三相电流采样就可以方便地知道是否缺相运行。但是为了尽可能的降低控制器成本，通常会采用两个电流采样电路对三相无感矢量控制的永磁同步电机中2相线圈绕组进行采样，或者是单个电流采样电路对流经三相无感矢量控制的永磁同步电机中3相线圈绕组的总电流(或者称母线电流)进行采样，这样势必会增加控制算法难度，判断过程繁琐，计算量大，耗费芯片资源，判断逻辑准确度降低，对于缺相保护判断策略的难度也大大提高。

发明内容：

本发明的目的是提供矢量控制的永磁同步电机的缺相检测方法，解决现有技术中：为了降低成本，不对电机的所有线圈绕组分别进行电流采样的情况下，导致判断过程繁琐，计算量大，耗费芯片资源，判断逻辑准确度降低，对于缺相保护判断策略的难度也大大提高的技术问题。

本发明的目的是通过以下的技术方案予以实现的。

矢量控制的永磁同步电机的缺相检测方法，其特征在于：利用转子旋转坐标系dq轴中的q轴电流iq的波动幅度进行缺相状态判断，当q轴电流iq波动小，趋向于平稳直流分量，视为正常状态；当q轴电流iq呈正弦状态波动，而且波动幅度大，视为缺相状态。

上述的矢量控制的永磁同步电机的缺相检测方法，包括步骤一、寻找到电流iq波动的最大值iqMax和最小值iqMin,将iqMax减去iqMin得到波动的幅值；步骤二，将q轴电流iq的波动的幅值与设置的波动极限值Io进行比较，当q轴电流iq的波动的幅值大于设置的波动极限值Io时，视为波动幅度大，电机缺相状态。

上述步骤一中寻找电流iq波动的最大值iqMax和最小值iqMin是这样实现的：

流程a)初始化，给最大值iqMax和最小值iqMin赋与一个初始值，设置一个计算值CNT；

流程b)获取新的q轴电流iq；

流程c)计算值CNT减去1，然后判断计算值CNT是否等于0；若计算值CNT等于0，则跳转到步骤二；

流程d)将新的q轴电流iq分别与最大值iqMax和最小值iqMin进行比较，若q轴电流大于最大值iqMax，将iqMax＝iq，然后跳转到流程b；若q轴电流小于最大值iqMax，再判断q轴电流是否小于iqMin，若q轴电流小于iqMin，将iqMin＝iq，然后跳转到流程b；若q轴电流大于iqMin，也跳转到流程b。

上述的步骤2是这样实现的：