[发明专利]一种永磁同步电机转子初始位置检测方法

说明书

本发明公开了一种永磁同步电机转子初始位置检测方法，所述方法包括：对转子施加多个不同电角度的测量用电压矢量，获取每个测量用电压矢量对应的电流幅值；确定对应最大电流幅值的测量用电压矢量；根据对应最大电流幅值的测量用电压矢量的电压矢量角确定转子初始位置角，其中，对应最大电流幅值的测量用电压矢量的电压矢量角是所有测量用电压矢量中最接近转子初始位置角的电压矢量角。本发明所提方法能准确静止检测永磁同步电机的初始角度且不受负载大小的影响；相较于现有技术，本发明的永磁同步电机转子初始位置检测方法不仅具备较高的精度，还具有良好的带载能力和广泛的适用性。

技术领域

本发明涉及轨道交通领域，具体涉及一种永磁同步电机转子初始位置检测方法。

背景技术

永磁同步电机转子初始位置检测是永磁同步电机调速系统中必不可少的环节。永磁同步电机转子初始位置检测的准确性直接影响到永磁同步电机的启动力矩，及启动稳定性。转子初始位置检测失误，会影响转子位置的计算，以致无法正确实现电机控制的一系列算法，将造成电机运转的紊乱，使之无法进入正常的运行状态。具体的，转子初始位置偏差将引起电机启动电流过大，甚至会造成电机过流或发生反转，负载较大时情况更加严重。因此，转子初始位置检测一直是工程技术界研究的热点和难点问题之一。

基于位置传感器的转子预定位法是目前电动汽车领域常用的永磁同步电机转子初始位置检测方法，该方法通过采用固定的开关状态向电机施加一个固定方向的定子磁势，将转子定位到定子磁势方向，该方法的缺点是精度受负载影响较大，而且定位过程中转子需要旋转，并不完全适用于电动汽车要求定位过程中保持转子完全静止的场合。虽然采取多次试探的方法可以减小预定位时转子的旋转范围，但仍无法实现估计过程转子完全静止，这将导致定位的出现偏差，转子初始位置偏差将造成电机驱动系统无法准确的控制交轴电流并产生不可控的直轴电流。这部分不可控的直轴电流并没有产生转矩，而是产生不必要的电枢反应，造成电机的损耗增大，相同电磁转矩下需要的绕组电流也增大。且进行弱磁控制时，不可控的电枢反应也将影响弱磁控制的效果和调速范围。

发明内容

本发明提供了一种永磁同步电机转子初始位置检测方法，所述方法包括：

对转子施加多个不同电角度的测量用电压矢量，获取每个测量用电压矢量对应的电流幅值；

确定对应最大电流幅值的测量用电压矢量；

根据对应最大电流幅值的测量用电压矢量的电压矢量角确定转子初始位置角，其中，对应最大电流幅值的测量用电压矢量的电压矢量角是所有测量用电压矢量中最接近转子初始位置角的电压矢量角。

在一实施例中，所述方法包括：

对转子施加n₀个测量用电压矢量，其中：

n₀为大于等于2的整数；

在电角度0°～360°范围内，n₀个测量用电压矢量以360°/n₀电角度为间距等间距分布；

每个测量用电压矢量大小相等并保持一段相同的作用时间；

方向相反的两个测量用电压矢量连续施加；

检测每个测量用电压矢量对应的电流幅值，确定对应最大电流幅值的测量用电压矢量的电压矢量角，记为第一电压矢量角；

根据所述第一电压矢量角确定转子初始位置角。

在一实施例中，根据所述第一电压矢量角确定转子初始位置角，包括：

设定m个不同级别的电角度范围，级别编号依次为1～m，m为大于等于1的整数；

针对每级电角度范围，在本级电角度范围内施加多个测量用电压矢量，确定多个测量用电压矢量中最大电流幅值对应的测量用电压矢量的电压矢量角；