一種永磁同步電機啟動初始位置確定方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種永磁同步電機啟動初始位置確定方法，能夠精確確定初始位置中轉子的位置，其可靠性較高。一種永磁同步電機啟動初始位置確定方法，是按照下述方式進行的：（1）在電機定子上施加第一電流，通過第一電流產生的磁場將轉子吸引至第一位置；（2）在電機定子上施加第二電流，通過第二電流產生磁場將轉子吸引至第二位置，第二電流和第一電流的相位差為60～120°。本發(fā)明中，通過第一電流和第二電流進行兩次定位，保證電機轉子停在任意角度，都可以準確定位。與現(xiàn)有技術相比，其定位精確、可靠，且不需要增加傳感器，操作起來比較簡單。
【專利說明】一種永磁同步電機啟動初始位置確定方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種永磁電機啟動方法，具體涉及一種永磁同步電機啟動初始位置確定方法。
【背景技術】
[0002]高速永磁同步電機轉速通常高達數萬轉/分，電機上無位置傳感器，為了提高控制性能，通過電機的電壓、電流等信號進行反電勢估算，磁鏈觀測等方法，可以獲取電機位置信息，實現(xiàn)高速永磁同步電機的矢量控制。
[0003]但低轉速或零轉速時反電勢很小，估算困難。特別是在零速啟動時，如果無法知道轉子位置，啟動可靠性將大大降低。
[0004]有些文獻采用高頻注入法，在低速時可以檢測到轉子的位置信息，但這基于凸極效應，對于隱極式電機效果并不好，而且這種方法比較復雜，程序實現(xiàn)難度大，實際應用困難。
[0005]也有些文章中采用變壓變頻的異步電機啟動方式，但這樣啟動的可靠性很低，啟動失敗率高。
[0006]還有一些應用中采用轉子預定位,通過給電機任意兩相通電，生成一個合成磁場來對轉子定位的方法來獲得轉子位置信息，從而實現(xiàn)開環(huán)啟動。這種定位方法采用一次定位，會存在一次定位失敗的可能性。

【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)有技術的不足，提供一種永磁同步電機啟動初始位置確定方法，能夠精確確定初始位置中轉子的位置，其可靠性較高。
[0008]本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的:
[0009]一種永磁同步電機啟動初始位置確定方法，是按照下述方式進行的:
[0010](I)在電機定子上施加第一電流，通過第一電流產生的磁場將轉子吸引至第一位置；
[0011]( 2 )在電機定子上施加第二電流，通過第二電流產生磁場將轉子吸引至第二位置，第二電流和第一電流的相位差為60?120°。
[0012]所述轉子為滾動摩擦型轉子，第一電流和第二電流產生的扭矩為啟動時負載扭矩的1.5?2.5倍。
[0013]所述轉子為滑動摩擦型轉子，第一電流和第二電流產生的扭矩為啟動時負載扭矩的3?5倍。
[0014]電機轉子從第一位置轉動到第二位置時的速率為150rpm-300rpm的速率。
[0015]所述第一電流和第二電流維持時間不小于200ms。
[0016]優(yōu)選的，所述第一電流和第二電流的相位差為90°。
[0017]所述第一電流和第二電流的幅度相同。[0018]本發(fā)明中，通過第一電流和第二電流進行兩次定位，保證電機轉子停在任意角度，都可以準確定位。與現(xiàn)有技術相比，其定位精確、可靠，且不需要增加傳感器，操作起來比較簡單。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0020]圖1為實施例1中轉子第一位置示意圖。
[0021]圖2為實施例1中轉子第二位置示意圖。
【具體實施方式】
[0022]下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有付出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0023]一種永磁同步電機啟動初始位置確定方法，是按照下述方式進行的:
[0024](I)在電機定子上施加第一電流，通過第一電流產生的磁場將轉子吸引至第一位置；
[0025]( 2 )在電機定子上施加第二電流，通過第二電流產生磁場將轉子吸引至第二位置，第二電流和第一電流的相位差為60?120°。
[0026]所述轉子為滾動摩擦型轉子，第一電流和第二電流產生的扭矩為啟動時負載扭矩的1.5?2.5倍。此時，可以確保產生的扭矩大于啟動時需要克服的負載扭矩。
[0027]所述轉子為滑動摩擦型轉子，第一電流和第二電流產生的扭矩為啟動時負載扭矩的3?5倍。此時，可以確保產生的扭矩大于啟動時需要克服的負載扭矩。
[0028]電機轉子從第一位置轉動到第二位置時的速率為150rpm-300rpm的速率，這樣既保證轉子不會過快轉到第二位置引起振蕩，同時也不會因為過渡時間太長讓電機定子發(fā)熱厲害。
[0029]所述第一電流和第二電流維持時間不小于200ms，每次施加完電流，維持一段時間，可以保證轉子充分的吸附到指定的位置，并達到穩(wěn)定狀態(tài)。
[0030]優(yōu)選的，所述第一電流和第二電流的相位差為90°，所述第一電流和第二電流的幅度相同。
[0031]本發(fā)明中，依次通入了第一電流和第二電流，可以進行兩次定位，兩次定位有下述好處:可以保證電機轉子停在任意角度，都可以準確定位。比如，如果轉子停在180度角位置附近，第一電流的相位角為0°角時，由于定、轉子磁場矢量接近平行且反向，無法產生足夠大的轉矩，轉子則不能克服阻力轉矩旋轉到O度角位置，將會導致第一次定位失敗，無法獲取轉子位置信息。采用兩次定位則可以解決這一問題，即使第一次定位時由于定、轉子磁場矢量相差180°無法產生轉矩，由于第二電流和第一電流之間的相位差在60?120° ,此時第二電流仍然可以產生足夠大的轉矩，將轉子定位到第二位置，從而準確獲得轉子位置信息。
[0032]實施例1:
[0033]以兩極永磁同步電機為例，本發(fā)明工作過程如下:
[0034]電機轉子由一個N極、一個S極組成，首先在定子中通入0°的第一電流
[0035](即第一電流的相位角為0°)，第一電流的幅度值為10A，并維持第一電流200ms，進行第一次定位，將永磁轉子吸附到0°矢量的位置，如圖1所示，也就是第一位置。之后，向定子中通入相位為90°的第二電流，第二電流的幅值也為10A，并維持200ms，此時轉子轉動到第二位置，如圖2所示，此時轉子被吸附到90°的矢量位置。電機轉子從第一位置轉動到第二位置時的速率為150rpm。
[0036]通過這兩次的定位，就可以明確電機啟動時轉子的位置，啟動的時候就可以根據該轉子位置給定啟動電流的相位角，保證電流全部用于產生轉矩。
[0037]實施例2:
[0038]以兩極永磁同步電機為例，本發(fā)明工作過程如下:(1)首先在定子中通入幅度為14A、相位為30°矢量的第一電流,維持第一電流400ms,對轉子進行第一次定位,將轉子吸引至第一位置；(2)在定子中通入幅度為14A、相位為120°的第二電流，維持第二電流400ms，對轉子進行第二定位，將轉子吸引至第二位置。電機轉子從第一位置轉動到第二位置時的速率為250rpm。
[0039]經過第一電流、第二電流兩次定位之后，所得到的第二位置是轉子的精確位置。
[0040]實施例3:
[0041]以兩極永磁同步電機為例，本發(fā)明工作過程如下:(1)首先在定子中通入幅度為14A、相位為0°矢量的第一電流,維持第一電流400ms,對轉子進行第一次定位,將轉子吸引至第一位置；(2)在定子中通入幅度為14A、相位為60°的第二電流，維持第二電流400ms，對轉子進行第二定位，將轉子吸引至第二位置。電機轉子從第一位置轉動到第二位置時的速率為200rpm。
[0042]經過第一電流、第二電流兩次定位之后，所得到的第二位置是轉子的精確位置。
[0043]實施例4:
[0044]以兩極永磁同步電機為例，本發(fā)明工作過程如下:(1)首先在定子中通入幅度為14A、相位為20°矢量的第一電流,維持第一電流300ms,對轉子進行第一次定位,將轉子吸引至第一位置；(2)在定子中通入幅度為14A、相位為140°的第二電流，維持第二電流300ms，對轉子進行第二定位，將轉子吸引至第二位置。電機轉子從第一位置轉動到第二位置時的速率為300rpm。經過第一電流、第二電流兩次定位之后，所得到的第二位置是轉子的精確位置。
[0045]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種永磁同步電機啟動初始位置確定方法，其特征在于是按照下述方式進行的: (1)在電機定子上施加第一電流，通過第一電流產生的磁場將轉子吸引至第一位置； (2)在電機定子上施加第二電流，通過第二電流產生磁場將轉子吸引至第二位置，第二電流和第一電流的相位差為60?120°。
2.根據權利要求1所述的永磁同步電機啟動初始位置確定方法，其特征在于:所述轉子為滾動摩擦型轉子，第一電流和第二電流產生的扭矩為啟動時負載扭矩的1.5?2.5倍。
3.根據權利要求1所述的永磁同步電機啟動初始位置確定方法，其特征在于:所述轉子為滑動摩擦型轉子，第一電流和第二電流產生的扭矩為啟動時負載扭矩的3?5倍。
4.根據權利要求1所述的永磁同步電機啟動初始位置確定方法，其特征在于:電機轉子從第一位置轉動到第二位置時的速率為150rpm-300rpm的速率。
5.根據權利要求1?4之一所述的永磁同步電機啟動初始位置確定方法，其特征在于:所述第一電流和第二電流維持時間不小于200ms。
6.根據權利要求5所述的永磁同步電機啟動初始位置確定方法，其特征在于:所述第二電流和第一電流的相位差為90°。
7.根據權利要求1所述的永磁同步電機啟動初始位置確定方法，其特征在于:所述第一電流和第二電流的幅度相同。
【文檔編號】H02P6/20GK103929100SQ201410123889
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年3月28日 優(yōu)先權日:2014年3月28日
【發(fā)明者】李記東, 袁鵬 申請人:北京高速拓博科技有限公司