[发明专利]一种凸极式三相永磁同步电机转子磁极初始位置定位方法

权利要求书

1.一种凸极式三相永磁同步电机转子磁极初始位置定位方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：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2：非饱和状态相电流信号采集，依次采集两轮A、B、C相的相电流；

令非饱和采集控制周期T₁＝0.2T_PWM～0.25T_PWM，确保电机电流在采集过程中始终处于非饱和状态；

第一轮A相的相电流采集对电机进行持续7T₁的PWM控制，0～2T₁输入电角度为0°的电压矢量、2T₁～3T₁为PWM全关断状态、3T₁～5T₁输入电角度为180°的电压矢量、5T₁～7T₁为PWM全关断状态，在1T₁时刻采集相电流记为i_A11+、在2T₁时刻采集相电流记为i_A12+、在4T₁时刻采集相电流记为i_A11-、在5T₁时刻采集相电流记为i_A12-；

第一轮A相的相电流采集完成后进行第一轮B相的相电流采集，第一轮B相的相电流采集对电机进行持续7T₁的PWM控制，0～2T₁输入电角度为120°的电压矢量、2T₁～3T₁为PWM全关断状态、3T₁～5T₁输入电角度为300°的电压矢量、5T₁～7T₁为PWM全关断状态，在1T₁时刻采集相电流记为i_B11+、在2T₁时刻采集相电流记为i_B12+、在4T₁时刻采集相电流记为i_B11-、在5T₁时刻采集相电流记为i_B12-；

第一轮B相的相电流采集完成后进行第一轮C相的相电流采集，第一轮C相的相电流采集对电机进行持续7T₁的PWM控制，0～2T₁输入电角度为240°的电压矢量、2T₁～3T₁为PWM全关断状态、3T₁～5T₁输入电角度为60°的电压矢量、5T₁～7T₁为PWM全关断状态，在1T₁时刻采集相电流记为i_C11+、在2T₁时刻采集相电流记为i_C12+、在4T₁时刻采集相电流记为i_C11-、在5T₁时刻采集相电流记为i_C12-；

整理第一轮相电流采集结果，依次记为i_A11+、i_A12+、i_A11-、i_A12-、i_B11+、i_B12+、i_B11-、i_B12-、i_C11+、i_C12+、i_C11-、i_C12-；

第二轮相电流采集与第一轮相电流采集方法相同，第二轮相电流采集结果依次记为i_A21+、i_A22+、i_A21-、i_A22-、i_B21+、i_B22+、i_B21-、i_B22-、i_C21+、i_C22+、i_C21-、i_C22-；

步骤3：电流信号处理；

其中：

步骤4：转子磁极初始方向角的计算；

将映射至[0,2π]，则

步骤5：转子磁极初始位置电角度θ₀极性校正计算；

对θ_0raw磁极正负极性进行判断校正，确定最终磁极初始位置电角度θ₀；

步骤5.1：极性判断过程加载电压矢量所属相的选择；

设svp为选择的电压矢量所属的相，

当svp＝phA，极性判断过程加载电压矢量属于A相，则正电压矢量电角度为0°，负电压矢量电角度为180°；当svp＝phB，极性判断过程加载电压矢量属于B相，则正电压矢量电角度为120°，负电压矢量电角度为300°；当svp＝phC，极性判断过程加载电压矢量属于C相，则正电压矢量电角度为240°，负电压矢量电角度为60°；

步骤5.2：采集svp相的极性判断相电流i_X1+、i_X2+、i_X1-、i_X2-；

采用T_PWM为极性判断相电流采集周期，确保电机电流在采集过程中可以达到饱和状态，表现出饱和凸极效应；svp相的相电流采集对电机进行持续7T_PWM的PWM控制，0～2T_PWM输入正电压矢量、2T_PWM～3T_PWM为PWM全关断状态、3T_PWM～5T_PWM输入负电压矢量、5T_PWM～7T_PWM为PWM全关断状态，在1T_PWM时刻采集相电流记为i_X1+、在2T_PWM时刻采集相电流记为i_X2+、在4T_PWM时刻采集相电流记为i_X1-、在5T_PWM时刻采集相电流记为i_X2-；

步骤5.3：计算极性偏置角；

令Δi_X＝|i_X2--i_X1-|-|i_X2+-i_X1+|；

根据如下公式，确定极性偏置角θ_0offset：

θ_0offset＝π·[(svp＝＝phA)·(Δi_X＞0)+(svp＝＝phB)·(Δi_X＜0)·(θ_0raw＜0)+(svp＝＝phC)·(Δi_X＜0)]；

公式中，(svp＝＝phA)、(svp＝＝phB)、(svp＝＝phC)、(Δi_X＞0)、(Δi_X＜0)、(θ_0raw＜0)均为判断式，判断式满足时为1，不满足时为0；

步骤5.4：根据θ_0raw、θ_0offset计算转子磁极初始位置电角度θ₀：

θ₀＝θ_0raw+θ_0offset。

2.根据权利要求1所述的一种凸极式三相永磁同步电机转子磁极初始位置定位方法，其特征在于：步骤一中k＝2μs。