[发明专利]无速度传感器永磁同步电机转子磁极初始位置识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及电机驱动领域，具体涉及一种无速度传感器永磁同步电机转子磁极初始位置识别方法。 

背景技术

永磁同步电机由于其效率、功率密度高等优势，正慢慢取代传统异步感应电机应用于越来越多的驱动场合。要实现永磁同步电机高性能的矢量控制策略必须实时获取转子速度信息，通常的方法是配备编码器。在传统异步感应电机的应用中通常不需要转子初始位置识别，异步感应电机的转子初始位置可默认为零，因为转子磁链是通过定子磁链在磁场中旋转感应而产生出来的，因此传统异步感应电机仅需配备普通增量式编码器便能实现高性能矢量控制。而永磁同步电机由于永磁体磁极的存在，倘若定子磁链方向施加错误，将造成永磁同步电机不可预期的旋转、失步，乃至启动失败。而通常采用的增量式编码器并不具备转子磁极初始位置识别能力，要实现高性能的永磁同步电机矢量控制必须配备带有转子磁极初始位置识别能力的编码器，例如绝对式编码器、UVW编码器、正余弦编码器、旋转变压器等。但这些编码器的使用在给永磁同步电机带来高精度控制性能的同时，也给驱动系统带来了成本较高、码盘故障率高等问题。因此，为节省成本，同时兼顾系统稳定性与性能，若适配普通增量式编码器便需要额外的转子初始位置识别算法与之相配合。当然，也可采用无速度传感器永磁同步电机矢量控制方案，这也需要转子初始位置识别算法的支撑。因此，永磁同步电机转子磁极初始位置识别技术是低端编码器/无编码器永磁同步电机矢量控制的关键支撑技术。 

无速度传感器永磁同步电机对转子磁极初始位置信号的获取只能通过电机本体的特性进行计算获得。常用的方法大致有：电感测量法（专利公开号CN1350720A）、高频信号注入法（专利公开号CN1539195A、CN1489822A）和脉冲注入法。由于高频信号注入法对电机本体参数依耐性强，对电流、电压采样精度要求高，算法工程实现复杂等缺点，在实际应用中并不多见，仅限于理论研究。脉冲注入法则主要分为电流脉冲注入法和电压脉冲注入法，其中电压脉冲注入法由于工程实现简单，得到了最为广泛的应用。

脉冲注入法由于应用最为广泛，也已有不少专利申请做出了详细介绍，例如公开号为CN101369796A的专利文件中公开了一种检测永磁同步电机转子磁极初始位置的方法和系统，该申请提供了一种预设-判断-调整的三步识别转子磁极初始位置方法，但此方法在调整角度步长过程中，可能造成永磁同步电机转子不必要的转动，这也将影响后期辨识判断的准确性；同时由于在线判断调整角度步长，还将造成转子初始磁极识别时间的不固定性。

增量式编码器/无速度传感器永磁同步电机的转子磁极初始位置识别的准确性直接影响永磁同步电机启动力矩，及启动稳定性。因此，提高永磁同步电机转子磁极初始位置识别精度已经逐渐成为该技术领域的重要议题。

发明内容

本发明的目的是为了克服以上的不足，提供一种能够解决在无速度传感器或增量式低端编码器情况下实现永磁同步电机转子磁极初始位置识别的问题，从而实现永磁同步电机启动力矩、启动稳定性的提升的无速度传感器永磁同步电机转子磁极初始位置识别方法。 

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种无速度传感器永磁同步电机转子磁极初始位置识别方法，包括以下步骤：

、通过两个电流传感器分别获取电机的两相电流I_sa、I_sb，并通过两相电流计算第三相电流I_sc；

、通过空间电压矢量调制模块向永磁同步电机定子绕组注入幅值为V_m1,脉宽为T_m1，脉宽间隔为D_m1，方向间隔60°的六个电压脉冲V₁～V₆； 

、分别读取注入六个电压脉冲信号时的六个三相电流信号I_sabc1～I_sabc6，并分别读取六个三相电流模值的峰值I_spk1～I_spk6；