多相永磁同步電機(jī)相序檢測及轉(zhuǎn)子初始角定位系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多相永磁同步電機(jī)相序檢測及轉(zhuǎn)子初始角定位系統(tǒng)和方法，系統(tǒng)包括多相永磁同步電機(jī)、逆變器、控制器和位置傳感器；所述多相永磁同步電機(jī)包括至少4相；所述逆變器通過其內(nèi)部的多個(gè)功率開關(guān)分別連接所述多相永磁同步電機(jī)的各相，所述控制器的輸出分別連接所述多個(gè)功率開關(guān)，用于根據(jù)電壓矢量控制原理分別控制所述多個(gè)功率開關(guān)的關(guān)斷狀態(tài)、進(jìn)而使所述逆變器向所述多相永磁同步電機(jī)提供設(shè)定的電壓矢量；所述位置傳感器用于檢測所述多相永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子N極的絕對(duì)位置角，并通過模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置將該絕對(duì)位置角傳給所述控制器。本發(fā)明能夠簡單準(zhǔn)確地檢測電機(jī)相序及其轉(zhuǎn)子初始角，且系統(tǒng)簡單。
【專利說明】多相永磁同步電機(jī)相序檢測及轉(zhuǎn)子初始角定位系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及相序檢測領(lǐng)域，特別涉及一種多相永磁同步電機(jī)相序檢測及轉(zhuǎn)子初始角定位系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電力電子技術(shù)的進(jìn)步，交流電機(jī)相數(shù)不再受到供電電源相數(shù)限制。最近十年來，多相電機(jī)研究吸引越來越多專家學(xué)者注意。與傳統(tǒng)三相電機(jī)系統(tǒng)相比，多相電機(jī)在大功率高可靠性場合有更加突出的優(yōu)勢:(I)可以用較小容量器件實(shí)現(xiàn)大功率；(2)多相電機(jī)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)冗余控制，大大提高系統(tǒng)可靠性；(3)減小轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)；(4)減小直流母線電流諧波。永磁同步電動(dòng)機(jī)相比交流感應(yīng)電機(jī)具有體積小、慣性低、功率因數(shù)高、轉(zhuǎn)矩密度大和動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性好等突出優(yōu)點(diǎn)，因此，多相永磁同步電機(jī)在艦船推進(jìn)、電力機(jī)車等中低壓大功率、高性能和高可靠性的場合中得到廣泛應(yīng)用。而在工程中，電機(jī)相序檢測和初始角定位準(zhǔn)確與否是影響該電機(jī)能否正?？刂七\(yùn)行的關(guān)鍵因素。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種多相永磁同步電機(jī)相序檢測及轉(zhuǎn)子初始角定位系統(tǒng)和方法，能夠簡單準(zhǔn)確地檢測出多相永磁同步電機(jī)的相序及其轉(zhuǎn)子初始角。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案之一為:多相永磁同步電機(jī)相序檢測及轉(zhuǎn)子初始角定位系統(tǒng)，包括多相永磁同步電機(jī)、逆變器、控制器和位置傳感器；所述多相永磁同步電機(jī)包括至少4相；所述逆變器通過其內(nèi)部的多個(gè)功率開關(guān)分別連接所述多相永磁同步電機(jī)的各相，所述控制器的輸出分別連接所述多個(gè)功率開關(guān)，用于根據(jù)電壓矢量控制原理分別控制所述多個(gè)功率開關(guān)的關(guān)斷狀態(tài)、進(jìn)而使所述逆變器向所述多相永磁同步電機(jī)提供設(shè)定的電壓矢量；所述位置傳感器用于檢測所述多相永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子N極的絕對(duì)位置角，并通過模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置將該絕對(duì)位置角傳給所述控制器；
[0005]通過將所述多相永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，并檢測所述多相永磁同步電機(jī)的各相反電動(dòng)勢，確定所述多相永磁同步電機(jī)的相序；
[0006]所述控制器根據(jù)檢測出的相序及電壓矢量控制原理，使所述逆變器向所述多相永磁同步電機(jī)給定一個(gè)方向與該多相永磁同步電機(jī)的反電動(dòng)勢相位最超前的相的方向相同的電壓矢量，則該多相永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子N極轉(zhuǎn)到初始位置角，由所述位置傳感器檢測該初始位置角，并傳給所述控制器存儲(chǔ)。
[0007]一實(shí)施例中:所述位置傳感器包括旋轉(zhuǎn)變壓器。
[0008]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案之二為:多相永磁同步電機(jī)相序檢測方法，包括如上所述的多相永磁同步電機(jī)相序檢測及轉(zhuǎn)子初始角定位系統(tǒng)，其中，所述多相永磁同步電機(jī)為雙Y移30度永磁同步電機(jī)，所述雙Y移30度永磁同步電機(jī)的定子設(shè)有第一三相Y形繞組和第二三相Y形繞組，所述第一三相Y形繞組和第二三相Y形繞組的各中性節(jié)點(diǎn)之間不連接，且所述第一三相Y形繞組反電動(dòng)勢相位最超前的相與所述第二三相Y形繞組反電動(dòng)勢相位最超前的相之間方向相差30度；設(shè)定所述雙Y移30度永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)為正轉(zhuǎn)、沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)為反轉(zhuǎn)，將所述雙Y移30度永磁同步電機(jī)的六相按相序先后依次記為a、b、C、d、e、f，則所述相序檢測方法包括如下步驟:
[0009]Al通過外力使所述雙Y移30度永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子正轉(zhuǎn)；
[0010]A2用示波器檢測其中一套三相Y形繞組的三相的反動(dòng)電勢，并根據(jù)該反電動(dòng)勢波形，將反電動(dòng)勢相位最超前的一相記為al，被al超前120度電角度的記為bl，被bl超前120度電角度的記為Cl ；
[0011]A3用示波器檢測另一套三相Y形繞組的三相的反動(dòng)電勢，并根據(jù)該反電動(dòng)勢波形，將反電動(dòng)勢相位最超前的一相記為a2，被a2超前120度電角度的記為b2，被b2超前120度電角度的記為c2 ；
[0012]A4用示波器檢測al相和a2相的反電動(dòng)勢，并根據(jù)該反電動(dòng)勢波形，作如下判定:
[0013]若al相的反電動(dòng)勢相位超前a2相30度電度角，則此時(shí)al為電機(jī)的a相，a2為電機(jī)的b相，bl為電機(jī)的c相，b2為電機(jī)的d相，Cl為電機(jī)的e相，c2為電機(jī)的f相；
[0014]若a2相的反電動(dòng)勢相位超前al相30度電角度，則此時(shí)a2為電機(jī)的a相，al為電機(jī)的b相，b2為電機(jī)的c相，bl為電機(jī)的d相，c2為電機(jī)的e相，cl為電機(jī)的f相。
[0015]一實(shí)施例中:步驟Al中，通過手動(dòng)使所述雙Y移30度永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子正轉(zhuǎn)。
[0016]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案之三為:多相永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子初始角定位方法，包括如下步驟:
[0017]BI采用如上所述的多相永磁同步電機(jī)相序檢測方法，檢測出所述雙Y移30度永磁同步電機(jī)的相序；
[0018]B2所述控制器根據(jù)檢測出的相序及電壓矢量控制原理，分別控制所述多個(gè)功率開關(guān)的關(guān)斷狀態(tài)，使所述逆變器向所述雙Y移30度永磁同步電機(jī)給定一個(gè)方向與該雙Y移30度永磁同步電機(jī)的反電動(dòng)勢相位最超前的相的方向相同的第一電壓矢量；
[0019]B3判斷所述第一三相Y形繞組和第二三相Y形繞組是否超過預(yù)設(shè)的最大電流，若是，則減小所述第一電壓矢量的幅值，若否，則轉(zhuǎn)到步驟B4 ;
[0020]B4在所述第一電壓矢量的作用下，所述雙Y移30度永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子N極轉(zhuǎn)到一個(gè)絕對(duì)位置角度，則該絕對(duì)位置角度為所述雙Y移30度永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子初始位置角；
[0021]B5采用所述位置傳感器檢測出該初始位置角，并將該初始位置角信息傳給所述控制器的eeprom存儲(chǔ)器存儲(chǔ)。
[0022]一實(shí)施例中:還包括如下步驟:
[0023]B6所述控制器根據(jù)檢測出的相序及電壓矢量控制原理，分別控制所述多個(gè)功率開關(guān)的關(guān)斷狀態(tài)，使所述逆變器向所述雙Y移30度永磁同步電機(jī)給定一個(gè)方向與所述第一電壓矢量的方向相差90度的第二電壓矢量；
[0024]B7判斷所述第一三相Y形繞組和第二三相Y形繞組是否超過預(yù)設(shè)的最大電流，若是，則減小所述第二電壓矢量的幅值，若否，則轉(zhuǎn)到步驟B8 ;
[0025]B8在所述第二電壓矢量的作用下，所述雙Y移30度永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子N極轉(zhuǎn)到另一個(gè)絕對(duì)位置角度，采用所述位置傳感器檢測出該絕對(duì)位置角，并將該絕對(duì)位置角信息傳給所述控制器的eeprom存儲(chǔ)器存儲(chǔ)；
[0026]B9所述控制器將該絕對(duì)位置角與所述雙Y移30度永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子初始位置角相減，得到它們的角度差值，并判定該角度差值是否為90度，若是，則所述雙Y移30度永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子初始位置角被判定為準(zhǔn)確的初始位置角，檢測結(jié)束；若否，則所述雙Y移30度永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子初始位置角測量有誤，回到步驟B2。
[0027]由上述對(duì)本發(fā)明的描述可知，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果:
[0028]本發(fā)明通過上述方法獲得的初始位置角信息存入e印rom存儲(chǔ)器，可以不用每次上電都啟動(dòng)檢測初始位置角程序。在確定之前檢測過該多相永磁同步電機(jī)的初始位置角的情況下，只需去讀e印rom的初始位置角信息即可，這樣可以增強(qiáng)在工程中的實(shí)用性。同時(shí)，本發(fā)明還具有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單和檢測方法快速準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0029]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的一種多相永磁同步電機(jī)相序檢測及轉(zhuǎn)子初始角定位系統(tǒng)示意圖；
[0030]圖2為本發(fā)明實(shí)施例的一種逆變器與多相永磁同步電機(jī)的連接示意圖；
[0031]圖3為本發(fā)明實(shí)施例中在所述多相永磁同步電機(jī)上建立的靜止坐標(biāo)系示意圖；
[0032]圖4為本發(fā)明實(shí)施例中在所述多相永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子上建立的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系示意圖；
[0033]圖5為本發(fā)明實(shí)施例中所述多相永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子根據(jù)電磁原理旋轉(zhuǎn)不意圖；
[0034]圖6為本發(fā)明實(shí)施例的一種雙Y移30度永磁同步電機(jī)示意圖；
[0035]圖7為本發(fā)明實(shí)施例中其中一套三相Y形繞組的三相反動(dòng)電勢波形；
[0036]圖8為本發(fā)明實(shí)施例中另一套三相Y形繞組的三相反動(dòng)電勢波形；
[0037]圖9為本發(fā)明實(shí)施例中al相和a2相的反電動(dòng)勢波形；
[0038]圖10為本發(fā)明實(shí)施例中給定所述第一電壓矢量時(shí)轉(zhuǎn)子的N極與α '軸重合示意圖；
[0039]圖11為本發(fā)明實(shí)施例中給定所述第二電壓矢量時(shí)轉(zhuǎn)子的N極與β '軸重合示意圖；
[0040]圖12為本發(fā)明實(shí)施例中檢測雙y移30度永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子初始位置角的子函數(shù)軟件流程圖；
[0041]圖13為本發(fā)明實(shí)施例中控制器上電后選擇調(diào)用檢測初始位置角子函數(shù)或者從eeprom讀取初始位置角的程序流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0042]實(shí)施例，
[0043]如圖1和圖2所示，本發(fā)明提供了一種多相永磁同步電機(jī)相序檢測及轉(zhuǎn)子初始角定位系統(tǒng)，包括多相永磁同步電機(jī)1、控制器2、逆變器3和位置傳感器；所述多相永磁同步電機(jī)I包括至少4相；所述逆變器3通過其內(nèi)部的多個(gè)功率開關(guān)31分別連接所述多相永磁同步電機(jī)I的各相，如圖2所示，所述控制器2的輸出分別連接所述多個(gè)功率開關(guān)31，用于根據(jù)電壓矢量控制原理分別控制所述多個(gè)功率開關(guān)31的關(guān)斷狀態(tài)、進(jìn)而使所述逆變器3向所述多相永磁同步電機(jī)I提供設(shè)定的電壓矢量；所述位置傳感器用于檢測所述多相永磁同步電機(jī)I的轉(zhuǎn)子11的N極的絕對(duì)位置角，并通過模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置(未圖示)將該絕對(duì)位置角傳給所述控制器2 ；
[0044]基于以上系統(tǒng)，通過將所述多相永磁同步電機(jī)I的轉(zhuǎn)子11沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，并檢測所述多相永磁同步電機(jī)I的各相反電動(dòng)勢，即可確定所述多相永磁同步電機(jī)I的相序;
[0045]建立所述多相永磁同步電機(jī)I的兩相α、β靜止坐標(biāo)系，其中，α軸與所述多相永磁同步電機(jī)I的反電動(dòng)勢相位最超前的相的繞線軸重合，β軸超前α軸90度，如圖3所示；
[0046]建立所述多相永磁同步電機(jī)I轉(zhuǎn)子11的兩相d、q旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系，其中d軸與所述多相永磁同步電機(jī)I的轉(zhuǎn)子11的N極方向一致，q軸超前d軸90度，如圖4所示；
[0047]若對(duì)所述多相永磁同步電機(jī)I的繞組同時(shí)施加α軸和β軸方向的電壓矢量,并分別記為Ua和110，同時(shí)，令Ua和110的合成矢量為Us，則當(dāng)Us—定時(shí)，根據(jù)電磁原理，所述多相永磁同步電機(jī)I轉(zhuǎn)子11的N極(d軸)與Us方向重合，如圖5所示；
[0048]因此，基于以上系統(tǒng)及理論，所述控制器2通過控制所述多個(gè)功率開關(guān)31的關(guān)斷狀態(tài)，使所述逆變器3向所述多相永磁同步電機(jī)I給定一個(gè)方向與α軸重合的電壓矢量，即給定Ua，則所述轉(zhuǎn)子11的N極將轉(zhuǎn)到初始位置角，記為θ 0,由所述位置傳感器檢測該初始位置角(Qtl),并傳給所述控制器2存儲(chǔ)。本實(shí)施例中，所述位置傳感器包括旋轉(zhuǎn)變壓器4，如圖1所示。
[0049]本發(fā)明又提供了一種多相永磁同步電機(jī)相序檢測方法，包括如上所述的多相永磁同步電機(jī)相序檢測及轉(zhuǎn)子初始角定位系統(tǒng)，其中，所述多相永磁同步電機(jī)I為雙Y移30度永磁同步電機(jī)P，所述雙Y移30度永磁同步電機(jī)I'的定子設(shè)有第一三相Y形繞組(包括
a、C、e三相繞組)和第二三相Y形繞組(包括b、d、f三相繞組)，如圖6所示，所述第一三相Y形繞組和第二三相Y形繞組的各中性節(jié)點(diǎn)之間不連接，且所述第一三相Y形繞組反電動(dòng)勢相位最超前的相(a相)與所述第二三相Y形繞組反電動(dòng)勢相位最超前的相(b相)方向相差30度；設(shè)定所述雙Y移 30度永磁同步電機(jī)1'的轉(zhuǎn)子11‘沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)為正轉(zhuǎn)、沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)為反轉(zhuǎn)，將所述雙Y移30度永磁同步電機(jī)I'的六相按相序先后依次記為a、b、C、d、e、f,則所述相序檢測方法包括如下步驟:
[0050]Al通過外力使所述雙Y移30度永磁同步電機(jī)I'的轉(zhuǎn)子11'正轉(zhuǎn)；
[0051]A2用示波器檢測其中一套三相Y形繞組的三相的反動(dòng)電勢，并根據(jù)該反電動(dòng)勢波形，將反電動(dòng)勢相位最超前的一相記為al，被al超前120度電角度的記為bl，被bl超前120度電角度的記為Cl，如圖7所示；
[0052]A3用示波器檢測另一套三相Y形繞組的三相的反動(dòng)電勢，并根據(jù)該反電動(dòng)勢波形，將反電動(dòng)勢相位最超前的一相記為a2，被a2超前120度電角度的記為b2，被b2超前120度電角度的記為c2，如圖8所示；
[0053]A4用示波器檢測al相和a2相的反電動(dòng)勢,如圖9所示,并根據(jù)該反電動(dòng)勢波形，作如下判定:
[0054]若al相的反電動(dòng)勢相位超前a2相30度電度角，則此時(shí)al為電機(jī)的a相，a2為電機(jī)的b相，bl為電機(jī)的c相，b2為電機(jī)的d相，Cl為電機(jī)的e相，c2為電機(jī)的f相；[0055]若a2相的反電動(dòng)勢相位超前al相30度電角度，則此時(shí)a2為電機(jī)的a相，al為電機(jī)的b相，b2為電機(jī)的c相，bl為電機(jī)的d相，c2為電機(jī)的e相，cl為電機(jī)的f相。
[0056]作為一種優(yōu)選實(shí)施，步驟Al中，可以通過手動(dòng)的方式使所述雙Y移30度永磁同步電機(jī)P的轉(zhuǎn)子11'正轉(zhuǎn)。
[0057]本發(fā)明還提供了一種多相永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子初始角定位方法，包括如下步驟:
[0058]BI采用如上所述的多相永磁同步電機(jī)相序檢測方法,檢測出所述雙Y移30度永磁同步電機(jī)P的相序；
[0059]B2所述控制器2根據(jù)檢測出的相序及電壓矢量控制原理，分別控制所述多個(gè)功率開關(guān)31的關(guān)斷狀態(tài)，使所述逆變器3向所述雙Y移30度永磁同步電機(jī)I'給定一個(gè)方向與該雙Y移30度永磁同步電機(jī)I'的反電動(dòng)勢相位最超前的相(a相)方向相同的第一電壓矢量，記為Ua'；
[0060]B3判斷所述第一三相Y形繞組和第二三相Y形繞組是否超過預(yù)設(shè)的最大電流(本實(shí)施例中指判斷如圖1所示的是否過流)，若是，則減小Ua'的幅值，若否，則轉(zhuǎn)到步驟B4 ；
[0061]B4在Ua'的作用下，所述雙Y移30度永磁同步電機(jī) 的轉(zhuǎn)子11'的N極轉(zhuǎn)到一個(gè)絕對(duì)位置角度(記為K,)如圖10所示，則該絕對(duì)位置角度(θ a,)為所述雙Y移30度永磁同步電機(jī)I'的轉(zhuǎn)子11'的初始位置角，記為Θ/，即Θ/ =0/ ；
[0062]B5采用所述位置傳感器檢測出該初始位置角(Θ / )，并將該初始位置角(Θ / )信息傳給所述控制器2的eeprom存儲(chǔ)器存儲(chǔ)。
[0063]作為一種優(yōu)選實(shí)施，還包括如下步驟:
[0064]B6所述控制器2根據(jù)檢測出的相序及電壓矢量控制原理，分別控制所述多個(gè)功率開關(guān)31的關(guān)斷狀態(tài)，使所述逆變器3向所述雙Y移30度永磁同步電機(jī)I'給定一個(gè)方向與u/的方向相差90度的第二電壓矢量，記為u/ ；
[0065]B7判斷所述第一三相Y形繞組和第二三相Y形繞組是否超過預(yù)設(shè)的最大電流，若是，則減小u/的幅值，若否，則轉(zhuǎn)到步驟B8;
[0066]B8在u/的作用下，所述雙Y移30度永磁同步電機(jī) 的轉(zhuǎn)子11'的N極轉(zhuǎn)到另一個(gè)絕對(duì)位置角度(記為Θ / )如圖11所示，采用所述位置傳感器檢測出該絕對(duì)位置角(θ / )，并將該絕對(duì)位置角(θ / )信息傳給所述控制器2的^prom存儲(chǔ)器存儲(chǔ)；
[0067]B9所述控制器2將該絕對(duì)位置角(Θ / )與所述雙Y移30度永磁同步電機(jī)I'的轉(zhuǎn)子11'的初始位置角(Θ/ )相減，得到它們的角度差值，并判定該角度差值是否為90度，若是，則所述雙Y移30度永磁同步電機(jī)I'的轉(zhuǎn)子11的初始位置角(Θ/ )被判定為準(zhǔn)確的初始位置角，檢測結(jié)束；若否，則所述雙Y移30度永磁同步電機(jī)I'的轉(zhuǎn)子11/的初始位置角(Θ / )測量有誤，回到步驟B2。
[0068]基于以上轉(zhuǎn)子初始角測量方法，當(dāng)所述雙Y移30度永磁同步電機(jī)I'的轉(zhuǎn)子11'正轉(zhuǎn)時(shí)，所述位置傳感器檢測到的轉(zhuǎn)子Ir的絕對(duì)位置角信號(hào)從小到大(從O度到360度)變化，令所述轉(zhuǎn)子11'的絕對(duì)位置角為Θ'，則θ' =ω?-θ/。
[0069]當(dāng)所述雙Y移30度永磁同步電機(jī)I '的轉(zhuǎn)子11'反轉(zhuǎn)時(shí)，所述位置傳感器檢測到的轉(zhuǎn)子11的絕對(duì)位置角信號(hào)從大到小(從360度到O度)變化，此時(shí)，Θ 丨=360?！?(ω t— θ ο' ) ο[0070]通過上述方法獲得的初始位置角信息存入硬件的e印rom芯片，可以不用每次上電都啟動(dòng)檢測初始位置角程序。在確定之前檢測過該多相永磁同步電機(jī)I的轉(zhuǎn)子11初始位置角的情況下，只需去讀e印rom存儲(chǔ)器的初始位置角信息即可，這樣可以增強(qiáng)在工程中的實(shí)用性。以上所述檢測雙y移30度永磁同步電機(jī)I'的轉(zhuǎn)子11'初始位置角的子函數(shù)軟件流程圖如圖12所示。圖13為控制器2上電后選擇調(diào)用檢測初始位置角子函數(shù)或者從eeprom讀取初始位置角的程序流程圖。
[0071]上述實(shí)施例僅用來進(jìn)一步說明本發(fā)明的一種多相永磁同步電機(jī)的相序檢測方法，但本發(fā)明并不局限于實(shí)施例，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均落入本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.多相永磁同步電機(jī)相序檢測及轉(zhuǎn)子初始角定位系統(tǒng)，其特征在于，包括多相永磁同步電機(jī)、逆變器、控制器和位置傳感器；所述多相永磁同步電機(jī)包括至少4相；所述逆變器通過其內(nèi)部的多個(gè)功率開關(guān)分別連接所述多相永磁同步電機(jī)的各相，所述控制器的輸出分別連接所述多個(gè)功率開關(guān)，用于根據(jù)電壓矢量控制原理分別控制所述多個(gè)功率開關(guān)的關(guān)斷狀態(tài)、進(jìn)而使所述逆變器向所述多相永磁同步電機(jī)提供設(shè)定的電壓矢量；所述位置傳感器用于檢測所述多相永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子N極的絕對(duì)位置角，并通過模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置將該絕對(duì)位置角傳給所述控制器； 通過將所述多相永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，并檢測所述多相永磁同步電機(jī)的各相反電動(dòng)勢，確定所述多相永磁同步電機(jī)的相序； 所述控制器根據(jù)檢測出的相序及電壓矢量控制原理，使所述逆變器向所述多相永磁同步電機(jī)給定一個(gè)方向與該多相永磁同步電機(jī)的反電動(dòng)勢相位最超前的相的方向相同的電壓矢量，則該多相永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子N極轉(zhuǎn)到初始位置角，由所述位置傳感器檢測該初始位置角，并傳給所述控制器存儲(chǔ)。
2.如權(quán)利要求1所述的多相永磁同步電機(jī)相序檢測及轉(zhuǎn)子初始角定位系統(tǒng)，其特征在于，所述位置傳感器包括旋轉(zhuǎn)變壓器。
3.多相永磁同步電機(jī)相序檢測方法，其特征在于，包括如權(quán)利要求1或2所述的多相永磁同步電機(jī)相序檢測及轉(zhuǎn)子初始角定位系統(tǒng)，其中，所述多相永磁同步電機(jī)為雙Y移30度永磁同步電機(jī)，所述雙Y移30度永磁同步電機(jī)的定子設(shè)有第一三相Y形繞組和第二三相Y形繞組，所述第一三相Y形繞組和第二三相Y形繞組的各中性節(jié)點(diǎn)之間不連接，且所述第一三相Y形繞組反電動(dòng)勢相位最超前的相與所述第二三相Y形繞組反電動(dòng)勢相位最超前的相之間方向相差30度；設(shè)定 所述雙Y移30度永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)為正轉(zhuǎn)、沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)為反轉(zhuǎn)，將所述雙Y移30度永磁同步電機(jī)的六相按相序先后依次記為a、b、c、d、e、f，則所述相序檢測方法包括如下步驟: Al通過外力使所述雙Y移30度永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子正轉(zhuǎn)； A2用示波器檢測其中一套三相Y形繞組的三相的反動(dòng)電勢，并根據(jù)該反電動(dòng)勢波形，將反電動(dòng)勢相位最超前的一相記為al，被al超前120度電角度的記為bl，被bl超前120度電角度的記為Cl ； A3用示波器檢測另一套三相Y形繞組的三相的反動(dòng)電勢，并根據(jù)該反電動(dòng)勢波形，將反電動(dòng)勢相位最超前的一相記為a2，被a2超前120度電角度的記為b2，被b2超前120度電角度的記為c2 ； A4用示波器檢測al相和a2相的反電動(dòng)勢，并根據(jù)該反電動(dòng)勢波形，作如下判定: 若al相的反電動(dòng)勢相位超前a2相30度電度角，則此時(shí)al為電機(jī)的a相，a2為電機(jī)的b相，bl為電機(jī)的c相，b2為電機(jī)的d相，Cl為電機(jī)的e相，c2為電機(jī)的f相； 若a2相的反電動(dòng)勢相位超前al相30度電角度，則此時(shí)a2為電機(jī)的a相，al為電機(jī)的b相，b2為電機(jī)的c相，bl為電機(jī)的d相，c2為電機(jī)的e相，cl為電機(jī)的f相。
4.如權(quán)利要求3所述的多相永磁同步電機(jī)相序檢測方法，其特征在于，步驟Al中，通過手動(dòng)使所述雙Y移30度永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子正轉(zhuǎn)。
5.多相永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子初始角定位方法，其特征在于，包括如下步驟: BI采用如權(quán)利要求3或4所述的多相永磁同步電機(jī)相序檢測方法，檢測出所述雙Y移30度永磁同步電機(jī)的相序； B2所述控制器根據(jù)檢測出的相序及電壓矢量控制原理，分別控制所述多個(gè)功率開關(guān)的關(guān)斷狀態(tài)，使所述逆變器向所述雙Y移30度永磁同步電機(jī)給定一個(gè)方向與該雙Y移30度永磁同步電機(jī)的反電動(dòng)勢相位最超前的相的方向相同的第一電壓矢量； B3判斷所述第一三相Y形繞組和第二三相Y形繞組是否超過預(yù)設(shè)的最大電流，若是，則減小所述第一電壓矢量的幅值，若否，則轉(zhuǎn)到步驟B4 ; B4在所述第一電壓矢量的作用下，所述雙Y移30度永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子N極轉(zhuǎn)到一個(gè)絕對(duì)位置角度，則該絕對(duì)位置角度為所述雙Y移30度永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子初始位置角； B5采用所述位置傳感器檢測出該初始位置角，并將該初始位置角信息傳給所述控制器的eeprom存儲(chǔ)器存儲(chǔ)。
6.如權(quán)利要求5所述的多相永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子初始角定位方法，其特征在于，還包括如下步驟: B6所述控制器根據(jù)檢測出的相序及電壓矢量控制原理，分別控制所述多個(gè)功率開關(guān)的關(guān)斷狀態(tài)，使所述逆變器向所述雙Y移30度永磁同步電機(jī)給定一個(gè)方向與所述第一電壓矢量的方向相差90度的第二電壓矢量； B7判斷所述第一三相Y形繞組和第二三相Y形繞組是否超過預(yù)設(shè)的最大電流，若是，則減小所述第二電壓矢量的幅值，若否，則轉(zhuǎn)到步驟B8 ； B8在所述第二電壓矢量的作用下，所述雙Y移30度永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子N極轉(zhuǎn)到另一個(gè)絕對(duì)位置角度，采用所述位置傳感器檢測出該絕對(duì)位置角，并將該絕對(duì)位置角信息傳給所述控制器的 eeprom存儲(chǔ)器存儲(chǔ)； B9所述控制器將該絕對(duì)位置角與所述雙Y移30度永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子初始位置角相減，得到它們的角度差值，并判定該角度差值是否為90度，若是，則所述雙Y移30度永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子初始位置角被判定為準(zhǔn)確的初始位置角，檢測結(jié)束；若否，則所述雙Y移30度永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子初始位置角測量有誤，回到步驟B2。
【文檔編號(hào)】H02P21/14GK103825523SQ201410078479
【公開日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2014年3月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月5日
【發(fā)明者】郭新華, 陳銀, 顏冰均, 邊元均 申請(qǐng)人:華僑大學(xué)