[发明专利]一种永磁辅助同步磁阻电机转子初始N/S极精确辨识方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种同步电机检测技术领域，具体涉及一种永磁辅助同步磁阻电机转子初始N/S极精确辨识方法。

背景技术

同步磁阻电机完全依靠d、q轴磁路的磁阻差异来产生转矩。因转子上不存在导条，故不存在任何电磁损耗，相较于感应电机具有更高的效率和更低的稳定运行温度。通过对同步磁阻电机转子磁障的最优设计，最大化磁阻转矩，已可做到优于感应电机的转矩密度。目前，制约同步磁阻电机广泛应用的问题主要是功率因数偏低，需要搭配大容量变频器进行驱动。而永磁辅助同步磁阻电机通过在原有同步磁阻电机转子磁障内合理添加磁钢能有效提高功率因数，与此同时，伴随磁钢带来的一部分永磁转矩，也将进一步增大同步磁阻电机转矩密度。因此，永磁辅助同步磁阻电机的多方面优点使其具备有极其广阔的市场前景。

永磁辅助同步磁阻电机的驱动系统与永磁同步电机完全一致，控制方式也大体相同。在永磁同步电机驱动系统中，电机转子位置的检测与初始定位是系统运行的基本条件，也是矢量控制的必要前提。为此，现有技术提供了一种永磁同步电机转子初始N/S极辨识方法，通过向电机绕组施加不同空间角且幅值相等的电压矢量，检测电压矢量分别对应的电流矢量增量值，当电压空间矢量越接近转子N极时，由于定子铁心的饱和特性，增磁方向上响应电流矢量增量也越大，因而可通过检测电流响应增量值来获取转子N/S极信息。现有专利技术提供永磁同步电机转子初始N/S极辨识方法通常为得到更精确的转子位置会针对上述方法进行进一步的创新和改进，但基本原理是一致的。

然而，上述永磁同步电机的转子初始N/S极辨识方法并不适用于永磁辅助同步磁阻电机。区别于以永磁磁场为主磁场的永磁同步电机，永磁辅助同步磁阻电机内的永磁磁场只起辅助作用，主励磁磁场为电枢绕组磁场的d轴分量。辨识转子N/S极(即±d轴)时，去磁方向电压矢量将改变原磁场路径，导致去磁方向电流响应增量值大于增磁方向的电流响应增量值，造成将实际为N极的位置辨识成了S极的误会。

而对于永磁辅助同步磁阻电机来说，即使N/S极位置辨识反，电机也能正常起动和工作，只是此时磁钢将完全起反作用，客户使用过程中将会出现电流增大，功率因数偏低，超速或过载能力差等现象，最终可能导致停机故障，非专业用户通常难以察觉。

综上，很有必要针对永磁辅助同步磁阻电机提出一种专用转子初始N/S极精确辨识方法。

发明内容

针对现有磁极检测技术无法精确辨识永磁辅助同步磁阻电机转子初始N/S极位置的问题，本发明的目的在于提供一种永磁辅助同步磁阻电机转子初始N/S极精确辨识方法。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种永磁辅助同步磁阻电机转子初始N/S极精确辨识方法，该辨识方法通过向定子绕组施加均匀分布于一个电周期内的幅值相等、持续相同预设时间的电压矢量，检测响应d、q电流增量大小，继而再利用永磁辅助同步磁阻电机增去磁回路的特殊性分辨出磁钢磁极的极性，从而确定转子初始位置。

进一步的，所述辨识方法首先，将永磁辅助同步磁阻电机的一个电周期k等分，k必须大于等于8；假定-d轴在等分线上，假定-q轴在超前假定-d轴90°电角度的位置上；同时向各等分线上施加幅值相等、持续相同预设时间的电压矢量，采样至少两相绕组电流，进行park变换得到假定-d轴上预设时间内电流响应增量，此电流增量值越大，假定-d轴与真实S极越接近，用于初步辨识转子初始N/S极；

然后，进行精确细分，给绕组同样施加幅值相等、持续相同预设时间的电压矢量，重述上述流程，计算假定-d轴预设时间内电流增量和假定-q轴预设时间内电流增量，两者差值越大，则所对应的-d轴与真实S极越接近，用于精确辨识转子初始N/S极。

再进一步的，所述辨识方法具体包括如下步骤：

步骤1：将永磁辅助同步磁阻电机的一个电周期k等分，k必须大于等于8,Δθ₀＝360°/k。假定-d轴在等分线上，假定-q轴在超前假定-d轴90°电角度的位置上；同时向各等分线上施加幅值相等、持续相同预设时间的电压矢量，采样至少两相绕组电流，进行park变换得到假定-d轴上预设时间内电流增量Δi_d，对比各电压矢量对应得到的假定-d轴电流响应增量Δi_d，提取最大的电流增量Δi_d所对应电压矢量位置θ₁为真实-d轴(S极)粗略位置；