[发明专利]一种永磁同步电机转子初始相位的快速检测方法

说明书

本发明提供了一种永磁同步电机转子初始相位的快速检测方法，其包括以下步骤：在非使用状态下对电机进行测试，得到电机的励磁电压Va和达到额定电流的激励时间T；于使用状态时，对伺服定子输入按设计励磁顺序，对电机依次施加时长为T的Va幅值的矢量电压，通过检测得到第一最大电流值与第二最大电流值对应的电压矢量区间按照前述条件进行最大电流值的对应电压矢量区的迭代，得到电流值最大值对应的电压激励矢量的电角度即为检测出直轴的位置。采用本发明的技术方案，通过优化励磁电压矢量组合，令励磁步骤最少，实现最快速的检测磁极位置；因检测时间远小于机电时间常数，电机在检测时不会移动，从而实现电机静止地启动。

技术领域

本发明属于电机控制技术领域，尤其涉及一种永磁同步电机转子初始相位的快速检测方法。

背景技术

三相永磁交流伺服电机广泛用于各种机电设备，主要应用为速度和位置控制应用，在电机启动时，伺服电机必须能够输出额定转矩，并且缺省认为除了按外部给定运动信号于驱动器，驱动器不能随意控制电机移动、即要求静止地启动。由伺服电机控制理论，必须检测出电机磁极即D轴的位置，驱动器以此实现算法控制，通常可采用的装置为例如与电机转子固联的增量编码器、例如有带UVW信号或省线制的增量编码器，它们都能输出磁极位置的检测值，但是上述方法实现此功能必须额外的硬件和/或必须的信号输出接线，也必须安装时确定编码器与转子的相对位置对每个电机进行，定位精度限制在30电角度，精度越高，电机驱动效果越好。如果能通过控制电机的励磁方式，确定驱动器上电时电机的磁极位置，实现定位精度更高，降低编码器的成本，减少编码器检测磁极位置的需求和编码器安装限制，在本领域具有更广的应用。

发明内容

针对以上技术问题，本发明公开了一种永磁同步电机转子初始相位的快速检测方法，实现磁极初始位置即D轴或直轴位置的快速检测确认，保证电机静止地启动。

对此，本发明采用的技术方案为：

一种永磁同步电机转子初始相位的快速检测方法，其包括以下步骤：

步骤S1，在非使用状态下对电机进行测试，得到电机的励磁电压Va和达到额定电流的激励时间T；

步骤S2，于使用状态时，对伺服定子输入设定的N个励磁顺序，对电机依次施加激励时间为T的矢量电压Va，记录每次测试得最大电流值，并从最大电流值与第二大电流值对应的电压矢量的夹角中选择第二次激励电压矢量的电角度；其中，N为不小于3的自然数；

步骤S3，按照步骤S2选择的第二次激励电压矢量的电角度，对电机施加激励时间为T的矢量电压Va，记录测试的最大电流值，并与步骤S2中测得的最大电流值与第二大电流值进行对比，获得第二次测试后的最大电流值、第二大电流值对应的电压矢量，并从该第二次测试后的最大电流值、第二大电流值对应的电压矢量的夹角中选择第三次激励电压矢量的电角度；

步骤S4，按照步骤S3选择的第三次激励电压矢量的电角度，对电机施加激励时间为T的矢量电压Va，记录测试的最大电流值，并与步骤S3中测得的最大电流值与第二大电流值进行对比，三者中电流值最大者对应的电压激励矢量的电角度即为检测出直轴的位置。

采用此技术方案，通过给定矢量电压的最少组合与每个矢量电压最短的激励时间，实现快速检测，获得了最短磁极初始电角度的检测总时间，从而加速电机驱动控制的启动时间。

进一步的，N的取值满足3≤N≤6。N可以选3、4、5或6，即先选择三个、四个、五个或六个矢量电压，按照角度顺序依次进行测试。