一種永磁同步電機的啟動方法
2023-10-24 10:42:52
專利名稱：一種永磁同步電機的啟動方法
技術領域：
本發明涉及一種永磁同步電機(PMSM)的啟動方法。
背景技術：
現有的永磁同步電機在啟動時，首先需要確定轉子的位置。而現有技術中確定電機轉子的位置有下列方法1.通過轉子強制定位，再開環啟動的方法。但是使用此種方法時，電機可能會反轉，很多情況下不允許反轉，因為這是很危險的。並且這個啟動過程並不可靠平穩。2.給電機按六步分別通電，再檢測反電動勢消逝的時間的方法。然而這樣響應速度慢，啟動時間長。3.基於其他複雜的控制算法和高成本的硬體的啟動，但是，這些方法成本太高。
發明內容
本發明的目的在於克服現有技術的缺陷而提供一種永磁同步電機的啟動方法，該啟動方法簡單、易於實現，並且成本低廉。實現上述目的的技術方案是一種永磁同步電機的啟動方法，包括下列步驟(a)預設一個恆定轉矩，並且提供連續正弦電壓給所述永磁同步電機使其旋轉；(b)使得所述永磁同步電機以一個恆定的加速度旋轉；(C)在所述永磁同步電機加速結束後，將其切換到閉環控制狀態，通過位置和速度估算器獲得換相角度，從而根據該換相角度啟動所述永磁同步電機。上述的永磁同步電機的啟動方法，其中，所述的步驟(a)中，通過一外部電位器來設置所述的恆定轉矩。上述的永磁同步電機的啟動方法，其中，所述的步驟(b)中，所述永磁同步電機加速過程中，FOC(矢量控制)算法控制轉矩電流分量和磁通電流分量。上述的永磁同步電機的啟動方法，其中，所述的步驟(b)中，所述永磁同步電機的加速度增加的過程中，換相角度以平方率遞增。上述的永磁同步電機的啟動方法，其中，所述的步驟(C)中，所述永磁同步電機加速結束後，將其切換到無傳感器的閉環控制狀態。本發明的有益效果是本發明的啟動方法使得永磁同步電機的啟動簡單、易於實現，並且成本低廉。
圖1是FOC算法的流程控制簡圖；圖2是永磁同步電機加速過程中，換相角度的變化圖。
具體實施例方式下面將結合附圖對本發明作進一步說明。本發明的永磁同步電機的啟動方法，包括下列步驟(a)通過一外部電位器來預先設置一個恆定轉矩，並且使得控制器件產生連續正弦電壓供給所述永磁同步電機使其旋轉；(b)隨著所述永磁同步電機的加速度不斷增加，換相角度θ以平方率遞增，使得所述永磁同步電機以一個恆定的加速度旋轉，在此過程中，利用FOC算法控制轉矩電流分量和磁通電流分量id ；請參閱圖2，是永磁同步電機加速過程中，換相角度θ的變化圖；(c)在所述永磁同步電機加速結束後，將其切換到無傳感器的閉環控制狀態，通過位置和速度估算器獲得換相角度θ，從而根據該換相角度θ啟動所述永磁同步電機。上述的FOC算法指矢量控制算法，請參閱圖1，其基本要點如下1.電機的三相定子電流ia、ib、ic是可以測量的。並且具有以下關係ia+ib+ic = 0 ；2.從測量而來的ia，ib以及計算得來的i。，通過Clarke變換得到ia和ie，從定子角度來看ia和ie是變量。其中，Clarke變換指將三相平面坐標系abc向兩相靜止直角坐標系α β轉換；3.通過Park變換從ia和ie可以轉換成id和iq，其中，Park變換指將兩相靜止直角坐標系α β向兩相選擇直角坐標系的轉換dq，即交/直變換。4. id和可能得到誤差信號，和參考值「和Iq可得以下關係(1)參考量Id控制著轉子的磁通量。(2)參考量Iq控制電機輸出扭矩。(3)誤差信號輸入PI (比例_積分)控制器。(4)PI控制器的輸出為Vd和V,，這是一對電壓矢量。5.以PI控制器輸出的VtpVq以及新的換相角度θ，可以變換得到正交電壓Va，
V0 O6.正交電壓να，V0轉換成三相電壓，這個三相電壓用於計算新的PWM(脈衝寬度調製)，使用SVM(空間矢量脈寬調製)技術確定PWM，達到控制永磁同步電機的目的。以上實施例僅供說明本發明之用，而非對本發明的限制，有關技術領域的技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍的情況下，還可以作出各種變換或變型，因此所有等同的技術方案也應該屬於本發明的範疇，應由各權利要求所限定。
權利要求
1.一種永磁同步電機的啟動方法，其特徵在於，包括下列步驟(a)預設一個恆定轉矩，並且提供連續正弦電壓給所述永磁同步電機使其旋轉；(b)使得所述永磁同步電機以一個恆定的加速度旋轉；(c)在所述永磁同步電機加速結束後，將其切換到閉環控制狀態，通過位置和速度估算器獲得換相角度，從而根據該換相角度啟動所述永磁同步電機。
2.根據權利要求1所述的永磁同步電機的啟動方法，其特徵在於，所述的步驟(a)中， 通過一外部電位器來設置所述的恆定轉矩。
3.根據權利要求1所述的永磁同步電機的啟動方法，其特徵在於，所述的步驟(b)中， 所述永磁同步電機加速過程中，FOC算法控制轉矩電流分量和磁通電流分量。
4.根據權利要求1或3所述的永磁同步電機的啟動方法，其特徵在於，所述的步驟(b) 中，所述永磁同步電機的加速度增加的過程中，換相角度以平方率遞增。
5.根據權利要求1所述的永磁同步電機的啟動方法，其特徵在於，所述的步驟(c)中， 所述永磁同步電機加速結束後，將其切換到無傳感器的閉環控制狀態。
全文摘要
本發明公開了一種永磁同步電機的啟動方法，包括下列步驟預設一個恆定轉矩，並且提供連續正弦電壓給所述永磁同步電機使其旋轉；使得所述永磁同步電機以一個恆定的加速度旋轉；在所述永磁同步電機加速結束後，將其切換到閉環控制狀態，通過位置和速度估算器獲得換相角度，從而根據該換相角度啟動所述永磁同步電機。本發明的啟動方法簡單、易於實現，並且成本低廉。
文檔編號H02P6/20GK102497142SQ20111041384
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月13日 優先權日2011年12月13日
發明者唐麗嬋, 李勁, 湯雪華, 祁峰, 賈廷綱, 陳江洪, 齊亮 申請人:上海電氣集團股份有限公司, 上海賽柯控制技術有限公司