專利名稱：無位置傳感器電機(jī)啟動(dòng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電子工程技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種利用初始位置檢測(cè)法結(jié)合直接轉(zhuǎn)矩控制策略的不需要位置傳感器的先進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)方法即無位置傳感器電機(jī)啟動(dòng)方法。
背景技術(shù)：
空間矢量脈寬調(diào)制Space Vector Pulse Width Modulation 縮寫SVPWM直接轉(zhuǎn)矩控制Direct Torque Control 縮寫DTC磁場定向控制Field Oriented Control 縮寫F0C積分比例運(yùn)算Proportion Integral 縮寫PI雖然現(xiàn)有的電機(jī)磁場定向控制FOC策略無需位置傳感器,但是在電機(jī)啟動(dòng)時(shí)需要拖動(dòng)電機(jī)到某一轉(zhuǎn)速后，才能使得電機(jī)轉(zhuǎn)速連續(xù)可調(diào)，也就是說電機(jī)啟動(dòng)過程中采用速度開環(huán)控制策略，當(dāng)電機(jī)加速到設(shè)定的轉(zhuǎn)速后，切換到速度閉環(huán)控制策略，延長了電機(jī)的啟動(dòng)時(shí)間；為了克服磁場定向控制FOC策略中電機(jī)啟動(dòng)需要開環(huán)拖動(dòng)的缺陷，出現(xiàn)了電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制DTC策略，在電機(jī)啟動(dòng)時(shí)不需要拖動(dòng)電機(jī)到某一轉(zhuǎn)速，卻需要與位置傳感器或者是速度傳感器配合使用，因此在使用過程中會(huì)出現(xiàn)如下問題I)設(shè)計(jì)過程中需要增加與傳感器配套的硬件電路，造成設(shè)計(jì)成本的提高；2)傳感器配套硬件電路很容易受到電磁干擾，導(dǎo)致信號(hào)傳輸錯(cuò)誤，進(jìn)而使控制策略失效;3)受傳感器本身的使用壽命的制約，需要定期更換傳感器，在更換傳感器時(shí)需拆卸整個(gè)電機(jī)封裝，更換工作繁瑣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種初始位置檢測(cè)技術(shù)和DTC控制策略相結(jié)合的，使整個(gè)控制策略達(dá)到閉環(huán)的穩(wěn)定控制的無位置傳感器電機(jī)啟動(dòng)方法?？臻g矢量脈寬調(diào)制SVPWM算法，用于根據(jù)電壓矢量，采用空間電壓矢量脈寬調(diào)制算法生成功率器件脈寬信號(hào)；電壓源逆變器，用于根據(jù)所述功率器件脈寬信號(hào)產(chǎn)生三相繞組電流，發(fā)送給永磁同步電機(jī)；Clark變換，將靜止坐標(biāo)系上三相繞組電流坐標(biāo)變換到兩相坐標(biāo)系α、β上。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的無位置傳感器電機(jī)啟動(dòng)方法，包括以下步驟(I)給電機(jī)施加固定電壓矢量V即對(duì)a相通電，b、c相不通電和另一固定電壓矢量V,即對(duì)a相不通電，b、c相通電，然后通過電壓源逆變器分別得到Is、I, s，如果Is-I' s
> O 那么-3i/6 < ΘΓ < π/6 即 A =^arctan ^ ;如果乙-工,3<0，那么5 31/6< ΘΓ
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權(quán)利要求
1.一種無位置傳感器電機(jī)啟動(dòng)方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)給電機(jī)施加固定電壓矢量，然后通過電壓源逆變器得到三相總電流Is; (2)對(duì)三相總電流Is進(jìn)行Clark變換，得到兩相坐標(biāo)系中的電流iα、i e，通過計(jì)算得到轉(zhuǎn)子磁鏈?zhǔn)噶拷? r ； (3)給定目標(biāo)轉(zhuǎn)速 ^此時(shí)電機(jī)未啟動(dòng)，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩Te均為O，對(duì)<和進(jìn)行積分比例運(yùn)算后得到目標(biāo)轉(zhuǎn)矩G，再對(duì)Te和7；進(jìn)行積分比例運(yùn)算后得到轉(zhuǎn)矩角δ ； (4)通過轉(zhuǎn)子磁鏈?zhǔn)噶拷铅╚和定子磁鏈?zhǔn)噶拷?s的轉(zhuǎn)換公 式0s= θ^δ，得到定子磁鏈?zhǔn)噶拷铅?s ； (5)再給定目標(biāo)磁鏈<，通過步驟⑴ ⑷算出的ia、ie、δ、es進(jìn)行電壓矢量運(yùn)算得到兩相坐標(biāo)系中的電壓Ua、Ue ； (6)對(duì)兩相坐標(biāo)系中的電壓Ua、U0進(jìn)行逆Clark變換，得到三相坐標(biāo)系中的電壓Ua、Ub、Uc，通過電流采集得到三相電流Ia、Ib、Ic ； (7)對(duì)Ia、Ib、I。進(jìn)行Clark變換，得到當(dāng)前的兩相坐標(biāo)系中的電流Iα、I e，通過定子磁鏈計(jì)算得到當(dāng)前的定子磁鏈的分量Ψ3α、Vse ; (8)通過模角運(yùn)算得出當(dāng)前定子磁鏈的模Ψ3以及當(dāng)前定子磁鏈?zhǔn)噶拷铅╯ ； (9)通過轉(zhuǎn)矩估算得出當(dāng)前轉(zhuǎn)矩 ；，和對(duì)Qs進(jìn)行離散化得到當(dāng)前轉(zhuǎn)速 (10)若 = <，則電機(jī)啟動(dòng)過程結(jié)束；若，則重復(fù)步驟(3) 步驟(9)，此時(shí)步驟(3)中轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩Te為步驟(9)中算出的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩Te，直到步驟(9)中算出的轉(zhuǎn)速與目標(biāo)轉(zhuǎn)速<相等。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無位置傳感器電機(jī)啟動(dòng)方法，其特征在于，步驟(2)和步驟(7)所述的Clark變換，將靜止坐標(biāo)系上三相繞組電流坐標(biāo)變換到兩相坐標(biāo)系α、β上；步驟(6)所述的逆Clark變換將兩相坐標(biāo)系α、β上繞組電壓變換到三相坐標(biāo)系a、b、c上繞組電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無位置傳感器電機(jī)啟動(dòng)方法，其特征在于，步驟(3)所述的積分比例運(yùn)算用于對(duì)所述差值<和進(jìn)行比例、積分運(yùn)算得到目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Γ/，對(duì)所述差值Te和7進(jìn)行比例、積分運(yùn)算得到轉(zhuǎn)矩角δ。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無位置傳感器電機(jī)啟動(dòng)方法，其特征在于，步驟(6)所述的電流采集是指根據(jù)電壓矢量采用空間矢量脈寬調(diào)制SVPWM算法生成功率器件脈寬信號(hào)，再通過電壓源逆變器將所述的功率器件脈寬信號(hào)產(chǎn)生三相繞組電流，發(fā)送給永磁同步電機(jī)PMSM。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無位置傳感器電機(jī)啟動(dòng)方法，其特征在于，所述的空間矢量脈寬調(diào)制SVPWM算法，用于根據(jù)電壓矢量，采用空間電壓矢量脈寬調(diào)制算法生成功率器件脈寬信號(hào)；電壓源逆變器，用于根據(jù)所述功率器件脈寬信號(hào)產(chǎn)生三相繞組電流，發(fā)送給永磁同步電機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無位置傳感器電機(jī)啟動(dòng)方法，其特征在于，步驟(2)中通過初始位置檢測(cè)得到轉(zhuǎn)子磁鏈?zhǔn)噶拷铅≒具體公式為
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無位置傳感器電機(jī)啟動(dòng)方法，其特征在于，步驟(5)所述電壓 矢量運(yùn)算公式為
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無位置傳感器電機(jī)啟動(dòng)方法，其特征在于，步驟(7)所述的定 子磁鏈計(jì)算公式為，
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無位置傳感器電機(jī)啟動(dòng)方法，其特征在于，步驟(8)所述的
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無位置傳感器電機(jī)啟動(dòng)方法，其特征在于，步驟(9)所述的轉(zhuǎn)矩估算公式為
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無位置傳感器電機(jī)啟動(dòng)方法，它包括給電機(jī)施加固定電壓矢量，得到Is，再對(duì)Is進(jìn)行Clark變換，得到iα、iβ，通過計(jì)算得到轉(zhuǎn)子磁鏈?zhǔn)噶拷铅萺，給定轉(zhuǎn)速ωr和轉(zhuǎn)矩Te均為0，對(duì)和ωr進(jìn)行PI運(yùn)算得到再對(duì)Te和進(jìn)行PI運(yùn)算得到δ，通過公式θs＝θr+δ，得到θs，再給得到Uα、Uβ，對(duì)Uα、Uβ進(jìn)行逆Clark變換，得到Ua、Ub、Uc，通過電流采集得到Ia、Ib、Ic，對(duì)Ia、Ib、Ic進(jìn)行Clark變換，得到Iα、Iβ，通過定子磁鏈計(jì)算得到Ψsα、ψsβ，通過模角運(yùn)算得出Ψs以及θs，通過轉(zhuǎn)矩估算得出Te，和對(duì)θs進(jìn)行離散化得到ωr，若則電機(jī)啟動(dòng)過程結(jié)束。這種無位置傳感器電機(jī)啟動(dòng)方法，具有以下優(yōu)點(diǎn)將初始位置檢測(cè)技術(shù)和DTC控制策略相結(jié)合的，使整個(gè)控制策略達(dá)到閉環(huán)的穩(wěn)定控制的無位置傳感器電機(jī)啟動(dòng)方法。
文檔編號(hào)H02P21/14GK102638216SQ20121009589
公開日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2012年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月1日
發(fā)明者劉嘉奇, 徐世文, 楊陽 申請(qǐng)人:杭州洲鉅電子科技有限公司