[发明专利]一种大幅提高永磁同步电机转子初始位置检测精度的方法

说明书

本发明公开了一种大幅提高永磁同步电机转子初始位置检测精度的方法，属于电机技术领域，在保持电机静止的前提下，向定子注入脉冲电压矢量幅值和作用时间适宜的脉冲电压矢量序列，从注入的第2拨脉冲电压矢量序列起，适时和适度地同时或单独增大脉冲电压矢量的幅值和作用时间，并且每拨脉冲电压矢量序列均由正反向脉冲矢量对构成，最终能实现增大电流响应峰值及其差异，以确保检测过程的细分步数尽量增多，实现大幅提升检测精度的目标。根据本发明方法，对于内置式(凸极)永磁同步电机的检测精度达到0°±0.234375°，表贴式(隐极)永磁同步电机的检测精度达到0°±0.46875°。

技术领域

本发明属于电机技术领域，具体涉及一种大幅提高永磁同步电机转子初始位置检测精度的方法。

背景技术

永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)转子初始位置检测是应用PMSM的前提，特别是对于高性能控制系统和无传感器控制系统，实时精确地检测转子位置信息更是不可或缺的重要环节。

电机转子初始位置检测常用的方法有多种，其中，脉冲电压矢量法是基于磁路饱和效应原理的一种方法。由于磁路饱和效应是由定子铁心磁路饱和所引起，所以该法能够同时适用于转子结构不同的内置式永磁同步电机(Interior Permanent MagnetSynchronous Motor,IPMSM)和表贴式永磁同步电机(Surface Permanent MagnetSynchronous Motor,SPMSM)。该方法的优势是检测精度高，尽管有文献指出，该法理论上的估算误差在0.937 5°(电角度)以内，但至今未见精度接近0.937 5°(电角度)的成果。

发明内容

针对上述提出的问题，本发明提出了一种大幅提高永磁同步电机转子初始位置检测精度的方法，设计合理，解决了现有技术的不足，具有良好的效果。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种大幅提高永磁同步电机转子初始位置检测精度的方法，向定子注入若干拨脉冲电压矢量序列，注入的每一拨脉冲电压矢量序列中，电压矢量以正反向对的形式注入，该方法包括以下步骤：

S1、永磁同步电机的转子处于静止状态，向定子注入第1拨包含12个脉冲电压矢量脉冲的脉冲电压矢量序列，脉冲电压矢量之间间隔30°电角度，脉冲电压矢量幅值为额定电压值的α％，脉冲电压作用时间为t，得到电流响应峰值最大的脉冲电压对应的矢量角θ₁₁；

S2、从注入第2拨脉冲电压矢量序列开始，适当同时增大脉冲电压矢量幅值和脉冲电压作用时间t，或者单独增大脉冲电压矢量幅值或脉冲电压作用时间t，以提高电流响应峰值的分辨率，从而得到电流响应峰值最大的脉冲电压对应的矢量角；

S3、当注入第N拨脉冲电压矢量序列时，无论怎样反复调节电压脉冲幅值和作用时间，都无法分辨出电流响应峰值大小，则停止注入脉冲电压矢量序列，终止测试；于是注入第N-1拨脉冲电压矢量序列时，电流响应峰值最大的脉冲电压对应的矢量角θ_1(N-1)就是检测得到的转子的初始位置角。

进一步地，向定子注入第M拨脉冲电压矢量序列时，其中M∈(1,N)，以注入第M-1拨脉冲电压序列得到的电流响应峰值最大的脉冲电压对应的矢量角θ_1(M-1)为参考，在其左右以电角度间隔注入3对正反向电压脉冲矢量。

进一步地，永磁同步电机为内置式(凸极)永磁同步电机或表贴式(隐极)永磁同步电机。

进一步地，第N-1拨脉冲电压矢量序列中电压矢量之间间隔的电角度为转子初始位置角的检测误差，由于转子初始位置角即为转子零位，故检测精度表示为

本发明所带来的有益技术效果为：