[发明专利]一种永磁同步电机无位置传感器控制起动堵转的判断方法

说明书

本发明公开了一种永磁同步电机无位置传感器控制起动堵转的判断方法，包括：建立永磁同步电机在实际旋转dq坐标系下的电压方程；基于电压方程，在预设一致的运行频率下，分别以d轴电压为0，q轴电压为预设电压，和d轴电压为预设电压、q轴电压为0两种方式，产生三相正弦波电流形成主动旋转磁场，使电机在不堵转的情况下正常开环运转，并分别计算所述两种方式下电机的d、q轴电流；根据所述两种方式下电机的dq轴电流以及电流预设值之间的关系，判断电机起动阶段是否发生堵转。本发明通过施加两组dq轴电压，分析所得的电流量的大小来判断电机起动阶段是否处于堵转状态，可避免因电机堵转、电流过冲造成的电机失磁、功率模块损坏等问题。

技术领域

本发明涉及电机控制领域，具体涉及一种永磁同步电机无位置传感器控制起动堵转的判断方法。

背景技术

永磁同步电机由于结构简单、功率密度高、效率高、调速范围宽已被广泛应用于工业控制、家电等领域。永磁同步电机无位置传感器控制技术可降低硬件成本、提高系统可靠性，近年来已经成为电机控制领域一个非常重要的研究方向，例如风机泵类产品就非常适合采用无位置传感器控制方案。

电机发生堵转是指其转速为零时仍然输出扭矩，设备负荷太大、转子与定子接触被卡死或者被驱动设备卡死等原因都可能造成电机堵转。在永磁同步电机无位置传感器控制的运行过程中如果出现堵转状态，电机的微处理器立即封锁输出脉冲信号，关闭逆变器IGBT，避免堵转电流过大烧毁逆变器。传统的堵转状态判断方法主要是判断转速和电流两个参数，基于无位置传感器矢量控制永磁同步电机的控制，则是通过计算逆变器输出电压、检测电机相电流，根据电机的电阻、电感等参数进行反电动势估算，从而进行电机转子位置估算。逆变器输出电压由IGBT功率模块的PWM占空比估算，但由于IGBT功率模块的开通、关断延时、死区时间等因素会造成输出电压估算存在误差，另一方面电机电感参数测量值与实际值也存在误差，当电机从运行状态变成堵转状态时，几方面的误差可能导致控制器读回的电机电流值与逆变器输出电压值进行自我运算后进入一个稳态的闭环状态。电机由于堵转实际上并没有运转，逆变器输出电压幅值和电机电流的检测值都很小，也不足以拖动电机运转，控制系统会根据输出电压、电机电流等变量误判电机处于正常运转状态，即电机发生堵转时，有可能不进入保护状态继续驱动电机运行，这样容易造成电机损坏。

中国专利CN 110518857A公开了一种基于无位置传感器矢量控制的堵转状态判断方法，通过比较输入功率和输出功率来判断堵转状态，但是这种方法是在电机正常运行过程中进行堵转状态判断的，没有考虑电机在起动时的堵转问题。中国专利CN 110875704 A公开的永磁同步电机堵转判断方法也是在电机正常运行过程中进行的,同样没有考虑起动堵转问题。然而电机在起动时由于堵转将造成起动失败，可能产生较大的电流冲击，导致电机失磁、逆变器损坏，实际工作中在电机起动阶段进行堵转判断和保护是非常必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种永磁同步电机无位置传感器控制起动堵转的判断方法，用以解决现有技术存在的因电机堵转、电流过冲造成的电机失磁、功率模块损坏等问题。

为了实现上述任务，本发明采用以下技术方案：

一种永磁同步电机无位置传感器控制起动堵转的判断方法，包括以下步骤：

建立永磁同步电机在实际旋转dq坐标系下的电压方程；

基于所述电压方程，在预设一致的运行频率下，分别以d轴电压为0，q轴电压为预设电压，和d轴电压为预设电压、q轴电压为0两种方式，产生三相正弦波电流形成主动旋转磁场，使电机在不堵转的情况下正常开环运转，并分别计算所述两种方式下电机的d、q轴电流；

根据所述两种方式下电机的d、q轴电流以及电流预设值之间的关系，判断电机起动阶段是否发生堵转。

进一步地，根据所述两种方式下电机的d、q轴电流以及电流预设值之间的关系，判断电机起动阶段是否发生堵转，包括：