一種電機(jī)啟動(dòng)速度閉環(huán)控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及電機(jī)控制技術(shù)，特別涉及永磁同步直流電機(jī)異步拖動(dòng)結(jié)束切換到閉環(huán) 控制的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)的電機(jī)啟動(dòng)技術(shù)，一般包括定位、異步拖動(dòng)、異步拖動(dòng)到無(wú)位置傳感器速度閉 環(huán)過(guò)渡和無(wú)位置傳感器速度閉環(huán)控制技術(shù)。在定位和異步拖動(dòng)階段，電流環(huán)ACR閉環(huán)控制， 而速度環(huán)ASR開(kāi)環(huán)控制，在異步拖動(dòng)階段，速度環(huán)雖然開(kāi)環(huán)，但軟件一直在檢測(cè)電機(jī)位置和 速度，在異步拖動(dòng)結(jié)束時(shí)，軟件所檢測(cè)的電機(jī)位置和速度雖然有一定的誤差，但切換到閉環(huán) 控制時(shí)，一般能夠順利的實(shí)現(xiàn)電機(jī)的平滑過(guò)渡，順利切換到閉環(huán)控制。
[0003] 在異步拖動(dòng)結(jié)束后，切換到閉環(huán)控制時(shí)，傳統(tǒng)的控制方法是，通過(guò)最大力矩控制獲 得電機(jī)的q軸控制電流命令值I，和d軸控制電流命令值I/，即使在力矩不變的條件下，1/也 會(huì)迅速變化到一負(fù)值，隨著Id*的減少，I，也會(huì)迅速減小，造成電機(jī)在重負(fù)荷的條件下啟動(dòng) 失敗。
[0004] 專(zhuān)利"永磁同步直流無(wú)刷電機(jī)啟動(dòng)控制方法(CN201410508796)"所介紹的方法，采 用延時(shí)檢測(cè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速方法進(jìn)行控制，雖然可以提高所檢測(cè)的電機(jī)轉(zhuǎn)速精度，但是沒(méi)有涉 及電機(jī)從異步拖動(dòng)過(guò)渡到無(wú)位置傳感器速度閉環(huán)控制方法，"一種電機(jī)啟動(dòng)控制方法 (CN201510129234)"雖然詳細(xì)的介紹了電機(jī)的啟動(dòng)和異步拖動(dòng)技術(shù)，也沒(méi)有詳細(xì)介紹切換 到速度閉環(huán)控制技術(shù)，"永磁無(wú)刷電機(jī)的啟動(dòng)方法(CN201410431250)"雖然較好的處理了 d/ q軸電流的轉(zhuǎn)換，避免了在進(jìn)入閉環(huán)瞬間，由于d軸電流不為0,而造成d軸電流向0甚至向負(fù) 值過(guò)渡時(shí)，q軸電流迅速降低造成啟動(dòng)問(wèn)題，但還是存在d軸從0向負(fù)值變換的趨勢(shì)和q軸電 流I，的降低，造成啟動(dòng)失敗問(wèn)題的發(fā)生。
[0005] 傳統(tǒng)的最大力矩控制方法，所采用的公式是：
[0006] :⑴..
[0007] C2：)
[0008] 其中τ*為力矩命令值，Ιη*為上次電機(jī)d軸電流命令值，Ij為本次電機(jī)q軸電流命 令值，1/為本次電機(jī)d軸電流命令值，KZ為電機(jī)反電動(dòng)勢(shì)常數(shù)，L/為電機(jī)d軸電感，LJ為電機(jī) q軸電感。KE'L/、Lq*為電機(jī)參數(shù)。由于L/〈Lq*，在τ*不變的條件下，當(dāng)IdY不為0,并且Id-Λθ 時(shí)，由公式（1)可見(jiàn)，在IdY下降時(shí)，1，也降低，I，代入公式⑵可見(jiàn)，1/為負(fù)值(最大為0)， 下次循環(huán)時(shí)，1/為負(fù)值，代入(1)時(shí)，得到更小的ΙΛ造成1，迅速降低。為了避免Id-ΛΟ向負(fù) 值過(guò)渡時(shí)，1/突變，在異步拖動(dòng)結(jié)束，切換到速度閉環(huán)控制時(shí)，常常采用對(duì)1/進(jìn)行低通濾 波。但1/的降低造成I，的減小，會(huì)造成異步拖動(dòng)切換到速度環(huán)閉環(huán)控制時(shí)啟動(dòng)失敗問(wèn)題的 發(fā)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明提供一種電機(jī)啟動(dòng)速度閉環(huán)控制方法，用于解決重負(fù)荷的條件下啟動(dòng)失敗 的問(wèn)題。
[0010] 本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題，采用的技術(shù)方案是，一種電機(jī)啟動(dòng)速度閉環(huán)控制方法，包 括定位階段、異步拖動(dòng)階段、異步拖動(dòng)到無(wú)位置傳感器速度閉環(huán)過(guò)渡階段和無(wú)位置傳感器 速度閉環(huán)控制階段，其特征在于，在無(wú)位置傳感器速度閉環(huán)過(guò)渡階段，控制d軸電流命令值 l/ = 0，q軸電流命令值1<；按照最大力矩控制或者PI調(diào)節(jié)控制確定。
[0011]具體地，在異步拖動(dòng)階段，按照1/=1(^(308( γ γ )進(jìn)行控制電機(jī) d/q軸電流命令值，其中Id_f為定位目標(biāo)電流，異步拖動(dòng)角度γ取值從0逐漸增大到異步拖 動(dòng)目標(biāo)角度γ d，γ d為90°，控制1/從l/=IdV到1/ = 0變化，I,為電機(jī)q軸電流命令值，1/ 為電機(jī)d軸電流命令值。
[0012]具體地，在異步拖動(dòng)階段和無(wú)位置傳感器速度閉環(huán)過(guò)渡階段，對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子的角度 Θ:和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速&進(jìn)行推定，在閉環(huán)控制階段，閉環(huán)控制電機(jī)轉(zhuǎn)子速度和角度采用所推定的電 機(jī)轉(zhuǎn)子的角度θι和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速fi，l/與IJ則恢復(fù)到常規(guī)的最大力矩控制或者弱磁控制，控制 電機(jī)的運(yùn)行。
[0013]具體地，在定位階段，令I(lǐng)qr； = 〇，n為自然數(shù)，1/在Το時(shí)間內(nèi)，從0逐漸增大到定位目 * / 標(biāo)電流Ιο?, = :，Id〇 = 0，電機(jī)運(yùn)行頻率fo = 0，同時(shí)定位電流矢量與固定坐標(biāo) h 軸α軸之間的夾角為θ〇，Το>0,之后停gTi時(shí)間，維持當(dāng)前狀態(tài)不變，迫使電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到當(dāng)前 電流矢量的位置，Ti 20。
[0014] 具體地，在異步拖動(dòng)階段，在T2時(shí)間內(nèi)，維持電流矢量的大小不變，電流矢量以異 步拖動(dòng)頻率f從f = 〇到f = fn按逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，〇〈fn〈 = fd，其中fd為異步拖動(dòng)目標(biāo)頻率， f γ, 乂 =/?--ι ，f〇 = 〇,異步拖動(dòng)角度 Υ 從 〇。變化到 Yd，yd 為 9〇?. = +F，丫。= 0， 異步拖動(dòng)電流Idn*=Id_B*cos( γη)，Iqn*=Id_B*sin( γη)。
[0015] 具體地，在異步拖動(dòng)到無(wú)位置傳感器速度閉環(huán)過(guò)渡階段，在T3時(shí)間內(nèi)固定d軸電流 命令值1/ = 0,而q軸電流命令值IJ按照最大力矩控制公式確定或者PI調(diào)節(jié)控制確定，T3>0。
[0016] 具體地，最大力矩控制公式為
[0017]
[0018]
[0019]其中f為力矩命令值，IdY為上次電機(jī)d軸電流命令值，1^為本次電機(jī)q軸電流命 令值，1/為本次電機(jī)d軸電流命令值，C為電機(jī)反電動(dòng)勢(shì)常數(shù)，L/為電機(jī)d軸電感，L，為電機(jī) q軸電感，Ke'LAL，為電機(jī)參數(shù)。
[0020]本發(fā)明的有益效果是，通過(guò)上述一種電機(jī)啟動(dòng)速度閉環(huán)控制方法，能夠在電機(jī)負(fù) 荷重的條件下，特別是在冰箱電機(jī)背壓?jiǎn)?dòng)的條件下，成功啟動(dòng)電機(jī)的運(yùn)行，克服傳統(tǒng)控制 技術(shù)不能實(shí)現(xiàn)背壓?jiǎn)?dòng)的技術(shù)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)冰箱背壓?jiǎn)?dòng)。
【附圖說(shuō)明】
[0021 ]圖1為固定坐標(biāo)系αβ坐標(biāo)系和隨電機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)d/q坐標(biāo)系變量示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題，采用的技術(shù)方案是，在定位階段，令1</ = 0,其中下標(biāo)η為 自然數(shù)，下同。1/在To時(shí)間內(nèi)，從0逐漸增大到定位目標(biāo)電流Id_B%
Id0 = 〇,電機(jī)運(yùn)行頻率fo = 〇,同時(shí)定位電流矢量與固定坐標(biāo)軸α軸之間的夾角為θ〇，Το>0,之后停 留!^時(shí)間，維持當(dāng)前狀態(tài)不變，迫使電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到當(dāng)前電