專利名稱：一種永磁同步電機(jī)起動(dòng)平滑切換方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及永磁同步電機(jī)，尤其涉及一種風(fēng)機(jī)、泵類、壓縮機(jī)等負(fù)載用無位置傳感器磁場(chǎng)定向控制永磁同步電機(jī)起動(dòng)時(shí)由位置開環(huán)、速度開環(huán)、電流閉環(huán)向位置、速度、電流三閉環(huán)平滑切換的方法。
背景技術(shù)：
磁場(chǎng)定向控制是目前業(yè)界公認(rèn)最先進(jìn)的電機(jī)控制理論，它可使永磁同步電機(jī)在任何速度下以更高的效率、更好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)以及更小的扭矩波動(dòng)運(yùn)行。目前，永磁同步電機(jī)磁場(chǎng)定向控制系統(tǒng)普遍采用位置、速度和電流三閉環(huán)的控制方法，為了計(jì)算出永磁同步電機(jī)運(yùn)行需要的轉(zhuǎn)矩電流分量和磁通電流分量，需要實(shí)時(shí)獲得可靠的轉(zhuǎn)子信息。對(duì)于高性能伺服電機(jī)，現(xiàn)多用光電碼盤、旋轉(zhuǎn)變壓器等機(jī)械位置傳感器測(cè)量，而這些裝置會(huì)增加電機(jī)的尺寸與成本，降低電機(jī)運(yùn)行的可靠性。對(duì)于無需低轉(zhuǎn)速、高動(dòng)態(tài)控制性能的風(fēng)機(jī)、泵類、壓縮機(jī)等負(fù)載，通常采用成本低、可靠性高的無機(jī)械位置傳感器。目前比較成熟的無機(jī)械位置傳感器檢測(cè)方法主要有反電動(dòng)勢(shì)法和滑模觀測(cè)器法，這兩種方法在中高速運(yùn)行時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)有良好的效果，然而在靜止和低速運(yùn)行時(shí)因反電動(dòng)勢(shì)幅值太小，導(dǎo)致其信噪比過低而無法準(zhǔn)確地獲取轉(zhuǎn)子位置信息。為了保證電機(jī)從靜止?fàn)顟B(tài)運(yùn)行，通常采用位置開環(huán)、速度開環(huán)、電流閉環(huán)的Ι/F方式進(jìn)行強(qiáng)迫起動(dòng)，待永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到無機(jī)械位置傳感器檢測(cè)方法能準(zhǔn)確地檢測(cè)到轉(zhuǎn)子位置后，瞬間切換到位置、速度、電流三閉環(huán)模式運(yùn)行。由于切換前用于PARK變換和逆變換的轉(zhuǎn)子位置角是預(yù)設(shè)的，并不代表轉(zhuǎn)子的實(shí)際位置，而通過無機(jī)械位置傳感器檢測(cè)出來的是轉(zhuǎn)子實(shí)際位置。因此，切換時(shí)預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)子位置未必等于實(shí)際位置，結(jié)果導(dǎo)致永磁同步電機(jī)的電流發(fā)生畸變，速度產(chǎn)生抖動(dòng)。實(shí)際使用時(shí)，一般通過對(duì)切換速度、電流環(huán)控制參數(shù)進(jìn)行反復(fù)調(diào)節(jié) ，保證在某一負(fù)載下切換瞬間位置、速度和電流無突變。但如果負(fù)載改變，切換時(shí)位置和電流又會(huì)發(fā)生畸變，速度又會(huì)產(chǎn)生抖動(dòng)，應(yīng)用范圍受到很大的限制。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種風(fēng)機(jī)用無位置傳感器磁場(chǎng)定向控制永磁同步電機(jī)起動(dòng)時(shí)由位置開環(huán)、速度開環(huán)、電流閉環(huán)向位置、速度、電流三閉環(huán)切換時(shí)，只需預(yù)設(shè)一次參數(shù)，就能實(shí)現(xiàn)任意負(fù)載下，轉(zhuǎn)子位置和相電流無畸變，轉(zhuǎn)速無抖動(dòng)的平滑切換方法。實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是:一種永磁同步電機(jī)起動(dòng)平滑切換方法，包括下列步驟:(I)預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)矩給定電流i_fl恒等于永磁同步電機(jī)額定電流的1.5倍，同時(shí)，預(yù)設(shè)加速系數(shù)k，使轉(zhuǎn)子給定位置角θΜ 1按/ 2 Jikt2Clt進(jìn)行變化，式中t為加速時(shí)間，將平滑切換開關(guān)放到位置1，使轉(zhuǎn)矩電流i_f等于i_fl，使PARK變換和逆變換的位置角Θ ref等于θ rafl，強(qiáng)迫永磁同步電機(jī)起動(dòng)并加速旋轉(zhuǎn)；(2)當(dāng)位置速度估測(cè)器檢測(cè)到永磁同步電機(jī)速度達(dá)到30 %額定轉(zhuǎn)速時(shí)，將平滑切換開關(guān)轉(zhuǎn)換到位置2，使PARK變換和逆變換的轉(zhuǎn)子位置角等于
權(quán)利要求
1.一種永磁同步電機(jī)起動(dòng)平滑切換方法，其特征在于，包括下列步驟: (1)預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)矩給定電流i_fl恒等于永磁同步電機(jī)額定電流的1.5倍，同時(shí)，預(yù)設(shè)加速系數(shù)k，使轉(zhuǎn)子給定位置角θΜ 1按/ 2Jikt2dt進(jìn)行變化，式中t為加速時(shí)間，將平滑切換開關(guān)放到位置1，使轉(zhuǎn)矩電流i_f等于i_fl，使PARK變換和逆變換的位置角Θ ref等于Θ refl,強(qiáng)迫永磁同步電機(jī)起動(dòng)并加速旋轉(zhuǎn)； (2)當(dāng)位置速度估測(cè)器檢測(cè)到永磁同步電機(jī)速度達(dá)到30%額定轉(zhuǎn)速時(shí)，將平滑切換開關(guān)轉(zhuǎn)換到位置2，使PARK變換和逆變換的轉(zhuǎn)子位置角Θ ref等于
全文摘要
本發(fā)明提供一種永磁同步電機(jī)起動(dòng)平滑切換方法，包括下列步驟預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)矩給定電流恒等于1.5倍所述永磁同步電機(jī)額定電流，預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)子位置角以時(shí)間的平方率遞增，使所述永磁同步電機(jī)以一個(gè)恒定的加速度旋轉(zhuǎn)；當(dāng)所述永磁同步電機(jī)速度達(dá)到30％額定轉(zhuǎn)速時(shí)，開始切換過渡，使用于PARK變換和逆變換的轉(zhuǎn)子位置角逐步靠近位置和速度估測(cè)器獲得的實(shí)際轉(zhuǎn)子位置角，同時(shí)使預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)矩電流逐步靠近采用實(shí)際轉(zhuǎn)子位置角計(jì)算得到的轉(zhuǎn)矩電流；當(dāng)切換過渡時(shí)間到達(dá)時(shí)，切換到速度、位置和電流三閉環(huán)控制狀態(tài)。本發(fā)明提供的方法，可實(shí)現(xiàn)在任意負(fù)載下，只需設(shè)定一次參數(shù)，保證所述永磁同步電機(jī)在起動(dòng)切換時(shí)，轉(zhuǎn)子位置和相電流無畸變，轉(zhuǎn)速無任何抖動(dòng)。
文檔編號(hào)H02P6/20GK103219933SQ20131008838
公開日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月26日
發(fā)明者薛曉明, 陳震, 時(shí)倩 申請(qǐng)人:常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院