一种永磁无刷电机转子定位方法、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种永磁无刷电机转子定位方法，包括以下步骤：向电机的定子绕组施加第一电流矢量，所述第一电流矢量的交轴电流大小为预定值，直轴电流大小为0；令所述第一电流矢量以设定的第一角速度旋转至预设的第一电角度；令所述第一电流矢量固定在所述第一电角度，并停留设定的时间，以使所述电机的转子被拖动至预设的第二电角度位置，实现永磁无刷电机转子定位。本发明专利技术公开的永磁无刷电机转子定位方法，能够将无人机电子转子拖动到任意位置启动电机，解决了现有无人机电机初始位置定位需要安装位置传感器并且定位存在死区的技术问题，实现了平滑无震荡地启动无人机电机。

【技术实现步骤摘要】
一种永磁无刷电机转子定位方法、装置、设备及存储介质
本专利技术属于无人机电子转子定位
，尤其涉及一种的无需位置传感器且无定位死区的永磁无刷电机转子定位技术，具体的说是一种永磁无刷电机转子定位方法、装置、设备及存储介质。
技术介绍
近年来电动无人机发展迅猛，在军事、公安、农业、航拍等领域用用广泛。目前无人机绝大部分都采用永磁无刷电机驱动。永磁无刷电机结构简单、体积小、运行效率高、功率因数高、转动惯量小，被广泛应用在航天、电动汽车等驱动系统中。多旋翼无人机大多采用永磁无刷电机，无人机电机启动阶段，在未给电机绕组通电的情况下，电机转子的位置是任意的。为了能够平滑无震荡的启动无人机，必须要预先判断转子的初始位置。永磁无刷电机转子初始位置判断的准确性关系到电机的起动稳定性和加速性能，以及正常运行过程中的控制性能。如果不能精确估算初始位置，电机的启动转矩减小，有可能引起失步而导致电机启动失败，也有可能出现转子位置突变和短暂反转，这些情况在某些应用领域是不允许的。现有技术中一般采用位置传感器检测永磁无刷电机转子的初始位置，但采用位置传感器检测转子初始位置存在着诸多技术问题。首先，多旋翼无人机在应用场景中是不适合采用位置传感器的。其次，采用位置传感器成本较高，不能够广泛使用。同时，现有的其他永磁无刷电机转子位置的定位方法，都存在转子定位的死区，不能够将转子位置定位于任意需要的电角度，实现无人机平滑无震荡的启动。因此，现在迫切需要研究出一种永磁无刷电机转子定位方法以及应用该方法的装置、设备和存储介质。该定位方法不需要采用位置传感器就可以实现无人机电机转子初始位置的检测和定位，同时可以将无人机电机转子拖到任意需要的电角度位置，然后从该位置启动无人机电机，以实现无人机平滑无震荡的启动，从而解决现有技术中存在的问题。
技术实现思路
鉴于现有技术存在的上述缺陷或不足，本专利技术的目的在于提供一种永磁无刷电机转子定位方法、装置、设备及存储介质。本专利技术提供的永磁无刷电机转子定位方法、装置、设备及存储介质无需采用位置传感器就可以实现无人机电机转子初始位置的检测和定位，同时可以将无人机电机转子拖到任意需要的电角度位置，然后从该位置启动无人机电机，实现无人机平滑无震荡的启动，从而解决了现有技术中存在的问题。为实现上述目的，本申请实施例提供了一种永磁无刷电机转子定位方法，其中，包括以下步骤：向电机的定子绕组施加第一电流矢量，所述第一电流矢量的交轴电流大小为预定值，直轴电流大小为0；令所述第一电流矢量以设定的第一角速度旋转至预设的第一电角度；令所述第一电流矢量固定在所述第一电角度，并停留设定的时间，以使所述电机的转子被拖动至预设的第二电角度位置，实现永磁无刷电机转子定位。进一步的，所述第一电流矢量交轴电流的预定值Iq为：其中，TL为无人机电机负载转矩；p为电机极对数；ψf为转子磁链。进一步的，所述预设的第一电角度为1.5π。进一步的，所述设定的角速度小于或等于50rad/s。进一步的，所述设定的时间介于100ms至500ms之间。进一步的，所述预设的第二电角度为0。另一方面，本申请实施例提供了一种永磁无刷电机转子定位装置，其中，包括：电流注入单元：配置用于向电机的定子绕组施加第一电流矢量，所述第一电流矢量的交轴电流大小为预定值，直轴电流大小为0；电流旋转单元：配置用于令所述第一电流矢量以设定的第一角速度旋转至预设的第一电角度；转子定位单元：配置用于令所述第一电流矢量固定在所述第一电角度，并停留设定的时间，以使所述电机的转子被拖动至预设的第二电角度位置，实现永磁无刷电机转子定位。另一方面，本申请实施例提供了一种永磁无刷电机转子定位设备，所述设备包括：一个或多个处理器；数据存储器，用于存储所述设定的第一角速度、所述第一电角度、所述设定的时间以及一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行如上述任一项所述的方法。另一方面，本申请实施例提供了一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，该程序被处理器执行时实现如上述任一项所述的方法。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、本专利技术所示例的永磁无刷电机转子定位方法，不需要在无人机内安装位置传感器，就可以实现对电机转子的位置进行定位，从而解决了现有技术中多旋翼无人机在应用场景中不适合采用位置传感器以及采用位置传感器成本高的问题。2、本专利技术所示例的永磁无刷电机转子定位方法，能够将电机转子位置定位于需要的任意电角度，电机转子定位无定位死区，从而解决了现有技术中转子定位死区的问题，使无人机电机能够将转子位置定位于需要的任意电角度，从而实现无人机平滑无震荡启动。3、本专利技术所示例的永磁无刷电机转子定位方法，能够精确定位无人机电机转子的位置，从而避免了现有技术中由于不能够精确估算转子初始位置，导致电机启动转矩减小，引起失步而导致电机启动失败，或者出现转子位置突变和短暂反转的情况。4、本专利技术所示例的永磁无刷电机转子定位方法，能够实现无人机电机转子的精确定位，保证无人机飞行的安全性，提高电机启动的稳定性和加速性能，以及飞行过程中的控制性能。附图说明通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显。图1为本专利技术实施例一提出的永磁无刷电机转子定位方法过程示意图；图2为本专利技术实施例一提出的永磁无刷电机转子定位方法中永磁无刷电机转子初始位置在同步旋转坐标系于水平参考轴之间的示意图；图3为本专利技术实施例一提出的永磁无刷电机转子定位方法中永磁无刷电机转子被拖动开始时刻的示意图；图4为本专利技术实施例一提出的永磁无刷电机转子定位方法中永磁无刷电机转子被拖动定位完成时刻的示意图；其中，坐标系为注入电流矢量坐标系，即给定的转子位置坐标系；dp坐标系是实际的转子位置坐标系，虚线为水平参考坐标轴坐标系。具体实施方式下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关专利技术，而非对该专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与专利技术相关的部分。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。如图1所述，本实施例示例的一种永磁无刷电机转子定位方法，包括以下步骤：向电机的定子绕组施加第一电流矢量，所述第一电流矢量的交轴电流大小为预定值，直轴电流大小为0；令所述第一电流矢量以设定的第一角速度旋转至预设的第一电角度；令所述第一电流矢量固定在所述第一电角度，并停留设定的时间，以使所述电机的转子被拖动至预设的第二电角度位置，实现永磁无刷电机转子定位。为便于对本专利技术的理解，下面以本专利技术的定位原理，结合实施例中的对永磁无刷电机转子的定位过程，对本专利技术提供的永磁无刷电机转子定位方法做进一步的描述：本实施例示例的无人机电机为永磁无刷电机，在未给电机绕组通电的情况下，电机转子位置是任意的。如图2所示，图中同步旋转坐标系(dp坐标系)是由转子实际位置构成的坐标系，θ为转子实际位置角，在无人机电机启动的初始时刻，相对于水平参考坐标轴电机转子的位置是任意的，即转子实际位置角θ可为任意角度。为了能够实现平滑无震荡的启动无人机电机，在启动前必本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种永磁无刷电机转子定位方法，其特征在于，包括以下步骤：向电机的定子绕组施加第一电流矢量，所述第一电流矢量的交轴电流大小为预定值，直轴电流大小为0；令所述第一电流矢量以设定的第一角速度旋转至预设的第一电角度；令所述第一电流矢量固定在所述预设的第一电角度，并停留设定的时间，以使所述电机的转子被拖动至预设的第二电角度位置，实现永磁无刷电机转子定位。

【技术特征摘要】
1.一种永磁无刷电机转子定位方法，其特征在于，包括以下步骤：向电机的定子绕组施加第一电流矢量，所述第一电流矢量的交轴电流大小为预定值，直轴电流大小为0；令所述第一电流矢量以设定的第一角速度旋转至预设的第一电角度；令所述第一电流矢量固定在所述预设的第一电角度，并停留设定的时间，以使所述电机的转子被拖动至预设的第二电角度位置，实现永磁无刷电机转子定位。2.根据权利要求1所述的永磁无刷电机转子定位方法，其特征在于，所述第一电流矢量的交轴电流的预定值Iq为：其中，TL为无人机电机负载转矩；p为电机极对数；ψf为转子磁链。3.根据权利要求1所述的永磁无刷电机转子定位方法，其特征在于，所述预设的第一电角度为1.5π。4.根据权利要求1所述的永磁无刷电机转子定位方法，其特征在于，所述设定的角速度小于或等于50rad/s。5.根据权利要求1所述的永磁无刷电机转子定位方法，其特征在于，所述设定的时间介于100ms至500ms之间。6.根据权利要求1所述的永磁无刷...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪为伟，
申请(专利权)人：顺丰科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44