[发明专利]一种表贴式永磁同步电机初始位置检测方法

说明书

本发明属于电机控制技术领域，提供一种表贴式永磁同步电机初始位置检测方法，该方法包括：在电机直轴上注入一个高频脉振电压，采集电机三相电流I_a,I_b,I_c，经过坐标变换得到I_q；将I_q和高频正弦信号相调制，经过低通滤波器获得含有位置估计误差信息对信号积分后得到转子位置初次估计值采集霍尔位置传感器信号，以当前转子所处扇区作为初始角度的给定约束，判断实际直轴的正方向，若处于当前霍尔扇区，则否则本发明可检测表贴式永磁同步电机的转子初始位置，以当前霍尔扇区作为初始角度的给定约束，从而避免了磁极判断，减少运算量，可以解决电机起动阶段转子位置估算精度不高和运算效率低的问题，保证永磁同步电机的顺利起动。

技术领域

本发明属于电机控制技术领域，尤其涉及一种表贴式永磁同步电机初始位置检测方法。

背景技术

永磁同步电动机因具有高效率、高转矩电流比、高功率密度、可靠性等优点，已在航空航天、汽车、工业制造等领域得到了广泛应用。高性能的永磁同步电机驱动系统广泛采用了矢量控制和直接转矩控制策略，它们都需要位置传感器提供转速与转子位置信息。在永磁同步电机有传感器控制中，常常利用旋转变压器或光电编码器进行转子位置估计，这种传感器能达到很好的转子位置估计精度，但成本高、体积较大，在一些场合无法应用。而霍尔传感器具有成本较低、体积小等优点，可在一个电周期内提供六个准确位置信息，已成功应用在永磁同步电机系统中。但霍尔位置传感器因其离散特性、电磁干扰和安装误差等因素，具有转子位置估算不准和精度不高的问题。

目前，无位置传感器控制技术可通过基波模型或注入高频信息得到电机转子位置信息。其中转子初始位置检测是永磁同步电机实现无位置传感器运行的首要问题，也是实现电机顺利起动的关键所在。针对表贴式永磁同步电机，现有检测方法基于电机定子铁心非线性饱和特性，采用脉振高频注入的方法可实现初始位置检测，但该方法包括多种滤波操作，计算量较大，算法结构冗杂，在工程应用时不易实现。

初始位置检测方法往往需要判断转子直轴正方向。一般采用的方法为：在估计坐标系下向直轴通入正反方向的等宽电压脉冲，利用它们所产生的电流响应来判断。这种方法对电流采样电路要求较高，实现具有一定的难度，系统采样频率也会影响其判断的准确性。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种基于霍尔位置传感器和脉振高频注入结合的表贴式永磁同步电机初始位置检测方法，可检测表贴式永磁同步电机的转子初始位置，解决电机起动阶段转子位置估算精度不高和运算效率低的问题，保证永磁同步电机的顺利起动。

一种基于霍尔位置传感器和脉振高频注入结合的表贴式永磁同步电机初始位置检测方法，包括如下步骤：

(1)转子初始位置检测：采用电流开环结构，设置d-q轴下的电压U_d＝0， U_q＝0；采用脉振高频注入法，在d轴上注入高频正弦电压信号 U_incos(ω_ht)，采集此时电机三相电流I_a,I_b,I_c，经过坐标变换得到I_q；将I_q和高频正弦信号相调制，经过低通滤波器获得含有位置估计误差信息对信号积分得到转子初始位置值计算方法为，

其中k_i为积分增益，k_i＞0。

(2)直轴正方向判断：读取三相霍尔位置传感器信号，得到当前转子所处霍尔扇区N。

(3)实际初始角度计算：根据当前转子所处霍尔扇区判断电机实际直轴的正方向，通过当前转子所处霍尔扇区N作为约束条件，对转子初始位置值判定是否需要补偿，最终得到实际转子初始位置θ_final。

进一步的，步骤(1)中所述的含有位置估计误差信息计算方法为，