[发明专利]一种表贴式三相永磁同步电机转子磁极初始位置定位方法

说明书

本发明涉及一种表贴式三相永磁同步电机转子磁极初始位置定位方法，解决现有三相永磁同步电机转子磁极位置初始定位方法定位时间与定位精度矛盾的问题。本方法仅通过给处于静止状态的三相永磁同步电机注入6个基本空间电压矢量，电压矢量间切换用PWM全关断状态作为相邻电压矢量的切换缓冲，实现了无需为PWM输出信号配置死区时间且仅通过采集相电流响应值，构造出与转子磁极初始位置角的三角函数相关的变量，通过反三角函数的计算即可实现转子磁极初始位置的检测。本发明提供的三相永磁同步电机转子磁极位置初始定位方法无需复杂的高频电压注入或序列脉冲电压注入，实施简单，定位速度快，仅通过6个基本电压矢量，即可实现转子磁极初始位置的快速、高精度定位。

技术领域

本发明属于电机领域，涉及一种电机控制方法，特别涉及一种表贴式三相永磁同步电机转子磁极初始位置定位方法。

背景技术

三相永磁同步电机具有功率密度大、控制方便、控制性能好等特点。但该电机启动时，需知道电机转子磁极初始位置，否则会启动失败，因此一般采用编码器实现电机转子磁极的位置检测，采用绝对式编码器或者带UVW的增量式编码器，可以解决电机启动问题，但带来了成本的增加，且带UVW的增量式编码器，其磁极初始定位精度仅为+/-30°电角度。

传统的三相永磁同步电机转子磁极位置初始定位方法，通过强制定位法、电压脉冲矢量序列定位法、高频电压注入定位法、INFORM电感法等，强制定位法通过给电机通固定电压矢量，将电机强制拉至固定位置，该方法虽然完成了电机初始定位，但电机发生了转动，在某些场合无法满足应用要求；电压脉冲矢量序列定位法，通过一系列电压脉冲矢量的注入，通过比较电压脉冲矢量对应的电机合成相电流响应的幅值，寻找电流响应最大对应的电压矢量，其对应的角度即为转子磁极初始位置所在，但该方法下电机转子容易转动，需要寻找合适的电压矢量幅值及持续时间以确保单机转子转动幅度在允许范围内，且定位精度依赖于电压矢量注入的组数，并受PWM死区效应的影响，且下一组电压矢量注入前，必须保证前一组的电压矢量的响应已经完全消失，定位耗费时间长，且定位精度受影响。高频电压注入法，需在电机绕组中通入高频电压信号，经复杂的高频信号处理(带通滤波)及锁相环调节后，可以确定磁极方向，磁极极性还需结合正向和方向电压矢量注入才能最终确定转子磁极初始位置，该方法虽然定位精度较高，但定位时间长。INFORM电感法，需实际计算出电感，操作过程复杂，且精度不高。

发明内容

本发明的目的在于解决现有三相永磁同步电机转子磁极位置初始定位方法定位时间长、定位精度不高的问题，提供一种表贴式三相永磁同步电机转子磁极初始位置定位方法，该方法能有效且快速的实现三相永磁同步电机转子磁极位置初始定位，为电机无编码器控制或增量式编码器的初始定位提供有效的启动位置信号。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种表贴式三相永磁同步电机转子磁极初始位置定位方法，包括以下步骤：

步骤一：PWM周期T_PWM的确定；

PWM周期初始化为对电机进行时长为的PWM控制：其中，输入电角度为0°的电压矢量、为PWM全关断状态、输入电角度为180°的电压矢量、为PWM全关断状态，在时刻采集A相电流值记为在时长为的PWM控制结束时，若小于电机的额定电流峰值，则逐步增加PWM周期，令p＝1、2、3……，k为PWM周期增量，并对电机进行时长为的PWM控制，采集并判断与电机额定电流峰值的关系，直至等于或大于电机额定电流峰值，此时的PWM周期记为T_PWM；

步骤二：相电流信号采集，依次采集两轮A、B、C相的相电流；