專利名稱：測量永磁同步電機(jī)的初始轉(zhuǎn)子位置方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種永磁同步電機(jī)，尤其涉及測量該電機(jī)的初始轉(zhuǎn)子位置方法。
背景技術(shù)：
永磁同步電機(jī)初始轉(zhuǎn)子位置判斷的準(zhǔn)確性直接關(guān)系到電機(jī)能否順利起動，以及能否以最大轉(zhuǎn)矩起動的問題。
現(xiàn)有的測量永磁同步電機(jī)的初始轉(zhuǎn)子位置方法是通過采用給電機(jī)電樞繞組施加恒定電壓空間矢量的步驟，在電機(jī)氣隙內(nèi)形成等效磁鏈圓，然后檢測在各個(gè)矢量作用下對應(yīng)的電樞電流，將相電流等效變換成為dq坐標(biāo)系下的電流分量，比較在各個(gè)電壓矢量作用下d軸電流的大小，最大電流對應(yīng)的電壓矢量所在的角度即為轉(zhuǎn)子的初始位置角度。在該方法中，為了在施加電壓空間矢量時(shí)不使電機(jī)轉(zhuǎn)動，需要對電壓空間矢量的施加順序作出調(diào)整，即采取“一正一反”的矢量施加方法?！耙徽环础奔丛谑┘恿四骋粋€(gè)矢量之后，接下來施加該矢量的反矢量。
由圖1可見在一個(gè)電周期內(nèi)，分配12個(gè)電壓空間矢量，每個(gè)矢量間隔角度為30°電角度；12個(gè)電壓矢量具有相同的調(diào)制度。每個(gè)電壓矢量施加一個(gè)開關(guān)周期，任何兩個(gè)電壓矢量之間需要關(guān)閉六只開關(guān)管若干開關(guān)周期。
具體施加方法如下矢量1施加完之后，關(guān)閉六只開關(guān)管若干開關(guān)周期，然后施加矢量2，之后關(guān)閉六只開關(guān)管與前面同樣的開關(guān)周期；接著，施加矢量3，接著關(guān)閉六只開關(guān)管若干周期，繼續(xù)施加矢量4，如此依次類推，直到12個(gè)矢量施加完成。在每個(gè)電壓矢量作用期間，需要檢測電機(jī)兩相的相電流幅值，并進(jìn)行等效變換。12個(gè)電壓矢量施加完畢之后，比較各自對應(yīng)的dq坐標(biāo)系下d軸方向的電流幅值大小，電流幅值最大的對應(yīng)的矢量所在角度為初步得到的轉(zhuǎn)子位置。
圖2所示為轉(zhuǎn)子位置繼續(xù)進(jìn)行精確判斷時(shí)的電壓矢量施加原理示意圖。以上面一步判斷得到的轉(zhuǎn)子位置為θ角度為例說明。該步驟施加電壓矢量的規(guī)則如下施加的第一個(gè)電壓矢量角度為(θ-15)電角度，接下來，關(guān)閉六只開關(guān)管若干開關(guān)周期，之后需要施加矢量2，該矢量為矢量1的反矢量，即其角度與(θ-15)相差180°電角度；矢量3的角度為θ，矢量4為矢量3的反矢量，矢量5的角度為(θ+15)，矢量6為矢量5的反矢量。依據(jù)從矢量1～矢量6的順序依次施加，每個(gè)矢量施加一個(gè)開關(guān)周期，在每個(gè)矢量作用期間，檢測電機(jī)相電流并進(jìn)行等效變換，變換為dq坐標(biāo)系下的電流值，并比較在d軸方向的電流值大小，六個(gè)電流值中最大的電流所在的矢量對應(yīng)的角度即為得到的精度為15°電角度的轉(zhuǎn)子位置角度。
依據(jù)如上的精確判斷方法，在電流采樣電路和軟件條件允許的情況下，可以將電壓矢量進(jìn)一步進(jìn)行細(xì)分，從而得到更高精確度的轉(zhuǎn)子位置角度。
但是，這種方法應(yīng)用于實(shí)際時(shí)，有時(shí)也會出現(xiàn)這樣的問題實(shí)際的角度是θ角，而通過上述的方法判斷得到的結(jié)果也許是θ+180°或θ-180°，甚至可能是其他角度，這樣即使有較精確的硬件電路和較復(fù)雜軟件算法，由于基數(shù)θ是錯(cuò)的，也會有估計(jì)誤差較大、甚至估計(jì)失敗的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是提供了一種測量永磁同步電機(jī)的初始轉(zhuǎn)子位置方法，旨在解決上述的缺陷。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下步驟實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明包括通過采用給電機(jī)電樞繞組施加恒定電壓空間矢量的步驟；
還包括給電樞繞組施加等寬電壓脈沖，用于判斷初始轉(zhuǎn)子磁極指向的步驟施加第一個(gè)電壓脈沖，A相上橋臂導(dǎo)通，B和C相下橋臂導(dǎo)通，三者導(dǎo)通寬度相等，導(dǎo)通期間A相電流為目的電流，即要檢測A相電流峰值；施加第二個(gè)電壓脈沖，A相下橋臂導(dǎo)通，B和C相上橋臂導(dǎo)通，三者導(dǎo)通寬度相等且和第一個(gè)脈沖的寬度也相等，導(dǎo)通期間A相電流為目的電流，但此時(shí)電流為負(fù)值；施加第三個(gè)電壓脈沖，B相上橋臂導(dǎo)通，A和C相下橋臂導(dǎo)通，三者導(dǎo)通寬度相等，導(dǎo)通期間B相電流為目的電流，即要檢測B相電流峰值；施加第四個(gè)電壓脈沖，B相下橋臂導(dǎo)通，A和C相上橋臂導(dǎo)通，三者導(dǎo)通寬度相等且和第一個(gè)脈沖的寬度也相等，導(dǎo)通期間B相電流為目的電流，但此時(shí)電流為負(fù)值；施加第五個(gè)電壓脈沖，C相上橋臂導(dǎo)通，A和B相下橋臂導(dǎo)通，三者導(dǎo)通寬度相等，導(dǎo)通期間C相電流為目的電流，即要檢測C相電流峰值；施加第六個(gè)電壓脈沖，C相下橋臂導(dǎo)通，A和B相上橋臂導(dǎo)通，三者導(dǎo)通寬度相等且和第一個(gè)脈沖的寬度也相等，導(dǎo)通期間C相電流為目的電流，但此時(shí)電流為負(fù)值；檢測并計(jì)算各自的目的電流；比較三相繞組上的電流變化率，轉(zhuǎn)子磁極軸線和電流變化率最大的那一相的軸線離得最近，并且方向和變化的電流方向一致。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是能確切的將初始轉(zhuǎn)子的角度定在一定的范圍內(nèi)，從而提高轉(zhuǎn)子初始位置判斷的準(zhǔn)確性和可靠性。


圖1是現(xiàn)有的測量永磁同步電機(jī)的初始轉(zhuǎn)子位置方法中施加電壓空間矢量的順序示意圖；
圖2是現(xiàn)有的測量永磁同步電機(jī)的初始轉(zhuǎn)子位置方法中轉(zhuǎn)子初始位置判斷時(shí)，細(xì)分角度、精確判斷的電壓矢量施加順序示意圖；具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明是通過以下步驟實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明包括通過采用給電機(jī)電樞繞組施加恒定電壓空間矢量的步驟；還包括給電樞繞組施加等寬電壓脈沖，用于判斷初始轉(zhuǎn)子磁極指向的步驟施加第一個(gè)電壓脈沖，A相上橋臂導(dǎo)通，B和C相下橋臂導(dǎo)通，三者導(dǎo)通寬度相等，導(dǎo)通期間A相電流為目的電流，即要檢測A相電流峰值；施加第二個(gè)電壓脈沖，A相下橋臂導(dǎo)通，B和C相上橋臂導(dǎo)通，三者導(dǎo)通寬度相等且和第一個(gè)脈沖的寬度也相等，導(dǎo)通期間A相電流為目的電流，但此時(shí)電流為負(fù)值；施加第三個(gè)電壓脈沖，B相上橋臂導(dǎo)通，A和C相下橋臂導(dǎo)通，三者導(dǎo)通寬度相等，導(dǎo)通期間B相電流為目的電流，即要檢測B相電流峰值；施加第四個(gè)電壓脈沖，B相下橋臂導(dǎo)通，A和C相上橋臂導(dǎo)通，三者導(dǎo)通寬度相等且和第一個(gè)脈沖的寬度也相等，導(dǎo)通期間B相電流為目的電流，但此時(shí)電流為負(fù)值；施加第五個(gè)電壓脈沖，C相上橋臂導(dǎo)通，A和B相下橋臂導(dǎo)通，三者導(dǎo)通寬度相等，導(dǎo)通期間C相電流為目的電流，即要檢測C相電流峰值；施加第六個(gè)電壓脈沖，C相下橋臂導(dǎo)通，A和B相上橋臂導(dǎo)通，三者導(dǎo)通寬度相等且和第一個(gè)脈沖的寬度也相等，導(dǎo)通期間C相電流為目的電流，但此時(shí)電流為負(fù)值；檢測并計(jì)算各自的目的電流；比較三相繞組上的電流變化率，轉(zhuǎn)子磁極軸線和電流變化率最大的那一相的軸線離得最近，并且方向和變化的電流方向一致。
以第一個(gè)脈沖為例說明，假設(shè)三相電流中，A相電流的變化率最大且為負(fù)值，則可以判斷轉(zhuǎn)子磁極軸線和A相繞組軸線離得最近，且磁極指向?yàn)锳相繞組軸線的負(fù)方向。結(jié)合圖1可知，A相繞組軸線負(fù)方向區(qū)域包含的角度應(yīng)該在-150°～210°之間，如果以12個(gè)矢量為例，則包含了矢量11，矢量2，矢量4。因此，如果得到的轉(zhuǎn)子的精確位置在該區(qū)域之間，說明轉(zhuǎn)子位置的判斷角度是正確的，如果不是，則說明判斷有誤。
表1是等寬電壓脈沖施加的規(guī)則

本發(fā)明依靠給電樞繞組依次施加等寬電壓脈沖，測量每相繞組的正電流和負(fù)電流，通過比較其電流變化率和正負(fù)來判斷轉(zhuǎn)子磁極的具體指向，提高判斷的可靠性和準(zhǔn)確性，降低判斷失敗的可能性。
權(quán)利要求
1.一種測量永磁同步電機(jī)的初始轉(zhuǎn)子位置方法，是通過以下步驟實(shí)現(xiàn)的包括通過采用給電機(jī)電樞繞組施加恒定電壓空間矢量的步驟；其特征在于還包括給電樞繞組施加等寬電壓脈沖，用于判斷初始轉(zhuǎn)子磁極指向的步驟施加第一個(gè)電壓脈沖，A相上橋臂導(dǎo)通，B和C相下橋臂導(dǎo)通，三者導(dǎo)通寬度相等，導(dǎo)通期間A相電流為目的電流，即要檢測A相電流峰值；施加第二個(gè)電壓脈沖，A相下橋臂導(dǎo)通，B和C相上橋臂導(dǎo)通，三者導(dǎo)通寬度相等且和第一個(gè)脈沖的寬度也相等，導(dǎo)通期間A相電流為目的電流，但此時(shí)電流為負(fù)值；施加第三個(gè)電壓脈沖，B相上橋臂導(dǎo)通，A和C相下橋臂導(dǎo)通，三者導(dǎo)通寬度相等，導(dǎo)通期間B相電流為目的電流，即要檢測B相電流峰值；施加第四個(gè)電壓脈沖，B相下橋臂導(dǎo)通，A和C相上橋臂導(dǎo)通，三者導(dǎo)通寬度相等且和第一個(gè)脈沖的寬度也相等，導(dǎo)通期間B相電流為目的電流，但此時(shí)電流為負(fù)值；施加第五個(gè)電壓脈沖，C相上橋臂導(dǎo)通，A和B相下橋臂導(dǎo)通，三者導(dǎo)通寬度相等，導(dǎo)通期間C相電流為目的電流，即要檢測C相電流峰值；施加第六個(gè)電壓脈沖，C相下橋臂導(dǎo)通，A和B相上橋臂導(dǎo)通，三者導(dǎo)通寬度相等且和第一個(gè)脈沖的寬度也相等，導(dǎo)通期間C相電流為目的電流，但此時(shí)電流為負(fù)值；檢測并計(jì)算各自的目的電流；比較三相繞組上的電流變化率，轉(zhuǎn)子磁極軸線和電流變化率最大的那一相的軸線離得最近，并且方向和變化的電流方向一致。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種測量永磁同步電機(jī)的初始轉(zhuǎn)子位置方法，是通過以下步驟實(shí)現(xiàn)的包括通過采用給電機(jī)電樞繞組施加恒定電壓空間矢量的步驟；還包括給電樞繞組施加等寬電壓脈沖，用于判斷初始轉(zhuǎn)子磁極指向的步驟施加第一個(gè)電壓脈沖，A相上橋臂導(dǎo)通，B和C相下橋臂導(dǎo)通，三者導(dǎo)通寬度相等，導(dǎo)通期間A相電流為目的電流，即要檢測A相電流峰值；依次類推，檢測并計(jì)算各自的目的電流；比較三相繞組上的電流變化率，轉(zhuǎn)子磁極軸線和電流變化率最大的那一相的軸線離得最近，并且方向和變化的電流方向一致；本發(fā)明的有益效果是能確切地將初始轉(zhuǎn)子的角度定在一定的范圍內(nèi)，從而提高轉(zhuǎn)子初始位置判斷的準(zhǔn)確性和可靠性。
文檔編號G01D5/12GK1808052SQ20051011243
公開日2006年7月26日 申請日期2005年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月30日
發(fā)明者馬建雄, 韋鯤 申請人:上海新時(shí)達(dá)電氣有限公司