[发明专利]一种新型永磁同步电机转子位置的辨识方法

说明书

本发明公开了一种新型永磁同步电机转子位置的辨识方法，可应用于基于空间矢量控制的、无位置传感器的PMSM驱动系统上，为大转矩、无回摆起动提供了必要的转子初始位置信息。该方法基本原理：与传统高频注入初始位置等检测方法相比，该方法简化了检测过程；另外，该方法通过单次同步采样的电流，即可准确计算出磁极轴向的角度，无需进行多个电压矢量的调制，并彻底消除了控制误差的影响通过利用电机凸极效应对电流响应的影响，确认磁极轴向位置，分三次对PMSM的各相定子绕组单独施加大小相等的电压，利用单次同步采样的电流，即可准确计算出磁极轴向的角度，由于无需进行多个电压矢量的调制，大大简化了检测过程，并彻底消除了控制误差的影响。

技术领域

本发明永磁电机技术领域，特别涉及一种新型永磁同步电机转子位置的辨识方法。

背景技术

为了保证PMSM无位置传感器控制系统拥有大转矩、无回摆的起动特性，其驱动系统应该具备检测转子初始位置的功能。

现有PMSM转子初始位置估算方法有高频注入法，形式多种多样，过程都是将转子位置信号从高频电流信号中解耦出来，问题在于解耦过程的复杂性和延时，不易实现。

也有一些文献采用脉冲电压法进行转子位置辨识，比如一种简便易行的矢量注入辨识方法，其原理是凸极性的永磁同步电机在定子各个方向上的电感不同，d轴电感最小，q轴电感最大，其余位置的电感介于中间，在各个方向施加相同大小的电压矢量时，虽然最终的稳态电流都相同，但电流上升速度不同，其中d轴电流上升最快，q轴电流上升最慢，其余位置电流上升速度介于中间，在电气角度360°的范围内等间隔施加m个电压矢量，得到m个电流上升曲线，则电流上升速度最快的方向为d轴，该文献中采用m=12，即辨识精度为30°，该方法原理清晰，简便易行。

其缺点在于：首先，由于在m个方向上施加小幅值、长时间的电压矢量，受死区时间影响较大，且由于在不同位置上死区时间的影响不同，因此需要分别作精确补偿，第二，m的取值不能过大，否则由于相邻位置电流的上升速度差别过小，难以精确判断位置，第三，该方法的精度为360°/m，在有些场合下不能满足精度需求，因此我们做出改进，提出一种新型永磁同步电机转子位置的辨识方法。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种新型永磁同步电机转子位置的辨识方法，此方法简化了检测过程，另外该方法通过单次同步采样的电流，即可准确计算出磁极轴向的角度，无需进行多个电压矢量的调制，消除了控制误差的影响通过利用电机凸极效应对电流响应的影响，从而确认磁极轴向位置。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种新型永磁同步电机转子位置的辨识方法，所述方法包括分相注入脉冲电压的方法和步骤：通过三相逆变器主电路，依次按照以下方法和步骤分相注入电机定子三相绕组端子A、B、C：

步骤一，所述A相上桥臂开关管AH为PWM模式，且施加占空比为2.6%的斩波，开关管BL导通，开关管AL、BH、CH、CL的顺序进行关断，封锁C相，输出脉宽调制直流电压Uab；再持续一定时间Tdly为6ms，测量A相或B相的电流大小i_ab，最后关闭AH，导通AL，这样电机三相A、B端子电压为0，使桥臂上的电流iab衰减至0；

步骤二，所述B相上桥臂开关管BH为PWM模式，且施加占空比为2.6%的斩波，开关管CL导通，开关管AH、AL、BL、CH的顺序进行关断，封锁A相，输出脉宽调制直流电压U_bc，再持续一定时间Tdly为6ms，测量B相或C相的电流大小i_bc，最后关闭BH，导通BL，这样电机三相B、C端子电压为0，使桥臂上的电流i_bc衰减至0；