[发明专利]一种电机启动控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种电机启动控制方法及系统，通过在速度开环切闭环时控制观测器输出的转子位置θ满足θ=k*θ₁+(1‑k)*θ₂；在k为1时进入速度闭环运行阶段，防止开环切闭环时电流震荡，保证电机稳定运行。

技术领域

本发明属于电机技术领域，具体地说，是涉及一种电机启动控制方法及系统。

背景技术

随着现代永磁材料技术的不断提高，永磁同步电机已经广泛应用于各行各业产品中，例如汽车发动机，空调压缩机，工厂车床，工业机器人等。永磁同步电机虽然体积小，性能强，但其本身是一个复杂的非线性系统，对驱动技术要求较高。

目前空调中的电机驱动主要使用无传感器FOC矢量控制算法，在启动阶段分为三步，转子定位，开环强拖，闭环控制正常运行。该算法在开环切闭环时，由于旋转角度从开环给定角度变为无传感器算法的观测角度，若算法不对此处做处理，在切换的一瞬间极易出现电流震荡，若观测角度和实际角度误差很大，则会造成启动失败，电机失步过流。

目前有方案提出采用给定恒定转矩启动的方式，但该方法从本质上讲仍属于开环控制，将电机拖到某一速度直接切闭环，并不能解决电流震荡的问题。也有采用高频注入方式启动电机，但该方法存在一个致命的缺点，算法结构本身过于依赖反电动势的检测，电机启动转速过低，检测反电动势不准确一定会造成电机失步。

当前技术方案针对开环切闭环电流震荡的问题未作详细说明，普遍做法是通过电机匹配，开环控制，拖动电机到开环设定的固定转速，然后认为开环控制设定的转速即为电机的实际转速，将该值直接赋给FOC无速度传感器算法观测的角度，后续误差通过PI控制调节，使实际速度和观测速度一致。虽然该法技术实现简单，也可以驱动电机正常动作，但条件还是比较严苛的，要求电机开环拖动到的速度和实际转速之间的误差一定要小，否则一定会造成电流震荡，电机失步，即使误差较小，切换成功，也可看到在切换点处有一个较大的电流波动。

发明内容

本发明提供了一种电机启动控制方法，解决了开环切闭环时电流震荡的问题。

为达到上述技术目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种电机启动控制方法，包括：

在速度开环切闭环过程中，控制观测器输出的转子位置θ满足：

θ＝k*θ₁+(1-k)*θ₂；

其中，θ₁为转子位置的实际观测值；

θ₂为速度开环运行的转子位置的给定值；

k为权重，k的初始值为0，在速度开环切闭环过程中，k由0逐渐增大为1；

当k为1时，进入速度闭环运行阶段。

本申请一些实施例中，k为时间t的线性函数。

本申请一些实施例中，转子位置给定值θ₂＝ω_r*T；ω_r为速度开环运行的转子速度给定值，T为载波周期。

本申请一些实施例中，在速度开环运行阶段，通过MTPA计算d轴电流设定值i_dr，计算公式为：

其中，为磁通量；L_q为q轴电感；L_d为d轴电感；i_qr为q轴电流设定值。

本申请一些实施例中，在速度闭环运行阶段，通过MTPA计算d轴电流设定值i_dr，计算公式为：