[发明专利]一种内置式永磁同步电机初始位置角的检测方法及装置有效

专利信息
申请号: 202010255064.1 申请日: 2020-04-02
公开(公告)号: CN111313769B 公开(公告)日: 2022-03-04
发明(设计)人: 曹朋朋;陈文杰 申请(专利权)人: 合肥阳光电动力科技有限公司
主分类号: H02P6/18 分类号: H02P6/18;H02P21/32;H02P21/18
代理公司: 北京集佳知识产权代理有限公司 11227 代理人: 林哲生
地址: 230088 安徽*** 国省代码: 安徽;34
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摘要:
搜索关键词: 一种 内置 永磁 同步电机 初始 位置 检测 方法 装置
【说明书】:

发明提供了一种内置式永磁同步电机初始位置角的检测方法及装置,在每次向电机注入高频电压后,提取高频电流的幅值,并利用比例积分调节器对高频电流的幅值进行计算,得到电机转子位置,避免由于使用滤波器引起的信号相位延迟问题,提高了电机转子位置的识别精度,进而提高电机初始位置角的检测精度。并且通过结合两次电压注入得到的电机转子位置计算电机初始位置角,进一步提高电机初始位置角的辨识精度。

技术领域

本发明涉及永磁同步电机技术领域,更具体的,涉及一种内置式永磁同步电机初始位置角的检测方法及装置。

背景技术

永磁同步电机(Permanent magnet synchronous motor,PMSM)因其高效率、高功率密度等优点广泛应用于电动汽车驱动系统中。相比于表贴式PMSM,内置式PMSM因其结构的凸极性具有更大的转矩输出能力,应用更加广泛。

在内置式PMSM的矢量控制系统中,电机转子位置=电机与旋转变压器极对数之比*(解码芯片输出位置-初始位置角)。由于安装电机旋转变压器时无法保证其解码芯片输出角度为0时电机转子位于机械零点,为了保证系统的稳定运行需要在矢量控制系统中对电机初始位置角进行整定。

目前,一般利用旋转高频电压注入法识别内置式永磁同步电机转子静止工况下的初始位置角。旋转高频电压注入法的实现主要包括两步:先在两相静止坐标系下向电机注入高频正弦电压,通过滤波器提取电机高频电流中的负序分量计算得到电机初始转子位置;然后利用电机电感的饱和特性进行转子位置的极性辨识。其中,上述第一步中电机初始转子位置的计算精度基本决定了电机初始位置角的识别精度。但是,这种旋转高频电压注入法对内置式永磁同步电机初始位置角的识别精度较低,不能满足更高的精度需求。

发明内容

有鉴于此,本发明提供了一种内置式永磁同步电机初始位置角的检测方法,进一步提高电机初始位置角的检测精度。

为了实现上述发明目的,本发明提供的具体技术方案如下:

一种内置式永磁同步电机初始位置角的检测方法,包括:

依次在两相静止坐标系下向电机注入两个不同频率的高频电压,依次获取第一次电压注入对应的第一转子位置和旋转变压器输出的第一位置以及第二次电压注入对应的第二转子位置和旋转变压器输出的第二位置,所述第一转子位置和所述第二转子位置分别是利用比例积分调节器对电压注入后提取的高频电流的幅值进行计算后得到的;

根据所述第一转子位置和所述第二转子位置的极性、以及旋转变压器输出的位置、电机转子位置与电机初始位置角之间的计算关系,计算电机初始位置角。

可选的,获取第一次电压注入对应的第一电机转子位置和第二次电压注入对应的第二电机转子位置,包括:

在每次电压注入后采样三相电流;

对所述三相电流进行Clark变换和Park变换,得到旋转坐标系下的d轴电流和q轴电流;

依据所述d轴电流和所述q轴电流,计算得到d轴电流幅值和q轴电流幅值;

将所述d轴电流幅值和所述q轴电流幅值的平方差输入比例积分调节器,获取比例积分调节器输出的转子位置,其中,第一次电压注入对应所述第一转子位置,第二次电压注入对应所述第二转子位置。

可选的,所述根据所述第一转子位置和所述第二转子位置的极性、以及旋转变压器输出的位置、电机转子位置与电机初始位置角之间的计算关系,计算电机初始位置角,包括:

对所述第一转子位置进行预处理,使所述第一转子位置和所述第二转子位置极性一致;

判断预处理后的所述第一转子位置和所述第二转子位置的极性与实际极性是否一致;

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