一种永磁同步电机控制启动方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种永磁同步电机控制启动方法及其装置，定位永磁同步电机的直轴电流和交轴电流坐标，确定永磁同步电机的直轴电流和交轴电流坐标，初始的电流变化永磁同步电机启动，定转子坐标系相对静止坐标系的参考角度，获得永磁同步电机的控制量和反馈量，确定转子角度用于永磁同步电机的正常控制，启动装置包括永磁同步电机，所述永磁同步电机上连接有检测单元、运算单元以及驱动单元，运算单元包括坐标运算单元、电流运算单元、矢量运算单元，检测单元包括反电动势检测单元、电压检测单元与同步检测单元。本发明专利技术电流闭环控制的方法省去了定位时间，快速实现永磁同步电机的启动，合理使用恒定角加速度步长能够保证电机启动过程不失步。

A control start method and device of permanent magnet synchronous motor

【技术实现步骤摘要】
一种永磁同步电机控制启动方法及其装置
本专利技术涉及一种永磁电机领域，具体是一种永磁同步电机控制启动方法及其装置。
技术介绍
永磁同步电机是由永磁体励磁产生同步旋转磁场的同步电机，永磁体作为转子产生旋转磁场，三相定子绕组在旋转磁场作用下通过电枢反应，感应三相对称电流,此时转子动能转化为电能，永磁同步电机作发电机用；此外，当定子侧通入三相对称电流，由于三相定子在空间位置上相差120，所以三相定子电流在空间中产生旋转磁场，转子旋转磁场中受到电磁力作用运动，此时电能转化为动能，永磁同步电机作电动机用,发电机获得励磁电流的几种方式:直流发电机供电的励磁方式,这种励磁方式的发电机具有专用的直流发电机，这种专用的直流发电机称为直流励磁机，励磁机一般与发电机同轴，发电机的励磁绕组通过装在大轴上的滑环及固定电刷从励磁机获得直流电流,这种励磁方式具有励磁电流独立；交流励磁机供电的励磁方式,现代大容量发电机有的采用交流励磁机提供励磁电流。交流励磁机也装在发电机大轴上，它输出的交流电流经整流后供给发电机转子励磁，此时，发电机的励磁方式属他励磁方式，又由于采用静止的整流装置，故又称为他励静止励磁，交流副励磁机提供励磁电流。交流副励磁机可以是永磁测量装置机或是具有自励恒压装置的交流发电机。为了提高励磁调节速度，交流励磁机通常采用100——200Hz的中频发电机，而交流副励磁机则采用400——500Hz的中频发电机。这种发电机的直流励磁绕组和三相交流绕组都绕在定子槽内，转子只有齿与槽而没有绕组，像个齿轮，因此，它没有电刷，滑环等转动接触部件；无励磁机的励磁方式,在励磁方式中不设置专门的励磁机，而从发电机本身取得励磁电源，经整流后再供给发电机本身励磁，称自励式静止励磁。自励式静止励磁可分为自并励和自复励两种方式。自并励方式它通过接在发电机出口的整流变压器取得励磁电流，经整流后供给发电机励磁，这种励磁方式具有结构简单，设备少，投资省和维护工作量少等优点。自复励磁方式除设有整流变压外，还设有串联在发电机定子回路的大功率电流互感器。这种互感器的作用是在发生短路时，给发电机提供较大的励磁电流，以弥补整流变压器输出的不足,这种励磁方式具有两种励磁电源，通过整流变压器获得的电压电源和通过串联变压器获得的电流源。永磁同步电机在运行时需要检测转子的实际速度、位置来实现绕组的换向，一般情况下通过检测电机的反电动势或其谐波来估计转子的速度、位置，然而，当永磁同步电机在零速度或低速时，由于反电势较小，难以进行检测，因此，永磁同步电机启动时需要采用特殊的方法进行启动,针对这种情况，现提出一种永磁同步电机控制启动方法及其装置。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种永磁同步电机控制启动方法及其装置，本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种永磁同步电机控制启动方法，包括以下步骤：步骤一：定位永磁同步电机的直轴电流和交轴电流坐标，采用电流闭环控制，在永磁同步电机接收到启动指令后，按照电流变化斜率对永磁同步电机的直轴电流和交轴电流进行分别给定，以对永磁同步电机进行定位。步骤二：确定永磁同步电机的直轴电流和交轴电流坐标，在磁场定向坐标上，将电机的电流矢量分解成为产生磁通的励磁电流分量id和产生转矩的转矩电流分量iq，并使励磁电流分量id和转矩电流分量iq互相垂直。步骤三：初始的电流变化永磁同步电机启动，在启动坐标系中设定初始的电流变化iq0和id0使永磁同步电机启动，让启动坐标系以预定角速度ω旋转，启动电流矢量因此也以角速度ω旋转，使得转子被所述启动电流矢量所产生的磁场带动旋转。步骤四：确定转子坐标系相对静止坐标系的参考角度，实时检测转子旋转过程中永磁同步电机的反向电动势，并根据检测到的反向电动势，计算转子在静止坐标系中的位置，从而确定转子坐标系相对静止坐标系的参考角度θdq。步骤五：获得永磁同步电机的控制量和反馈量，当实时检测模块检测到的反向电动势到达预设阀值，将永磁同步电机的控制量和反馈量均从启动坐标系中转换到转子坐标系中。步骤六：确定转子角度用于永磁同步电机的正常控制，终止永磁同步电机的启动过程，并进入对永磁同步电机的正常控制阶段，使所述对永磁同步电机的正常控制阶段在转子坐标系中进行。进一步地，所述步骤五将转子角度给定值从30°逐步减小至0°。一种永磁同步电机控制启动装置，包括永磁同步电机，所述永磁同步电机上连接有检测单元、运算单元以及驱动单元。进一步地，所述运算单元包括坐标运算单元、电流运算单元、矢量运算单元。进一步地，所述检测单元包括反电动势检测单元、电压检测单元与同步检测单元。本专利技术的有益效果：1、本专利技术电流闭环控制的方法省去了定位时间，从而可以快速实现永磁同步电机的启动；2、本专利技术通过根据不同的加速度实验后，合理使用恒定角加速度步长能够保证电机启动过程不失步，从而可以保证电机启动更平滑，提高启动成功率。3、本专利技术q、d轴电流可控，不会出现过流问题，永磁同步电机启动控制简单，容易实施，抗干扰能力强。附图说明下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。图1是本专利技术永磁同步电机控制启动装置结构示意图；图2是本专利技术永磁同步电机控制启动装置部分结构示意图；图3是本专利技术永磁同步电机控制启动装置部分结构示意图；图4是本专利技术一种永磁同步电机控制启动方法流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。一种永磁同步电机控制启动装置，包括永磁同步电机1，如图1、图2、图3所示，永磁同步电机1上连接有检测单元2、运算单元3以及驱动单元4，运算单元3包括坐标运算单元31、电流运算单元32、矢量运算单元33，检测单元2包括反电动势检测单元21、电压检测单元22与同步检测单元23。一种永磁同步电机控制启动方法，如图4所示，包括以下步骤：步骤一：定位永磁同步电机的直轴电流和交轴电流坐标，采用电流闭环控制，在永磁同步电机接收到启动指令后，按照电流变化斜率对永磁同步电机的直轴电流和交轴电流进行分别给定，以对永磁同步电机进行定位；步骤二：确定永磁同步电机的直轴电流和交轴电流坐标，在磁场定向坐标上，将电机的电流矢量分解成为产生磁通的励磁电流分量id和产生转矩的转矩电流分量iq，并使励磁电流分量id和转矩电流分量iq互相垂直；步骤三：初始的电流变化永磁同步电机启动，在启动坐标系中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种永磁同步电机控制启动方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤一：定位永磁同步电机的直轴电流和交轴电流坐标，采用电流闭环控制，在永磁同步电机接收到启动指令后，按照电流变化斜率对永磁同步电机的直轴电流和交轴电流进行分别给定，以对永磁同步电机进行定位；/n步骤二：确定永磁同步电机的直轴电流和交轴电流坐标，在磁场定向坐标上，将电机的电流矢量分解成为产生磁通的励磁电流分量id和产生转矩的转矩电流分量iq，并使励磁电流分量id和转矩电流分量iq互相垂直；/n步骤三：初始的电流变化永磁同步电机启动，在启动坐标系中设定初始的电流变化iq0和id0使永磁同步电机启动，让启动坐标系以预定角速度ω旋转，启动电流矢量因此也以角速度ω旋转，使得转子被所述启动电流矢量所产生的磁场带动旋转；/n步骤四：确定转子坐标系相对静止坐标系的参考角度，实时检测转子旋转过程中永磁同步电机的反向电动势，并根据检测到的反向电动势，计算转子在静止坐标系中的位置，从而确定转子坐标系相对静止坐标系的参考角度θdq；/n步骤五：获得永磁同步电机的控制量和反馈量，当实时检测模块检测到的反向电动势到达预设阀值，将永磁同步电机的控制量和反馈量均从启动坐标系中转换到转子坐标系中；/n步骤六：确定转子角度用于永磁同步电机的正常控制，终止永磁同步电机的启动过程，并进入对永磁同步电机的正常控制阶段，使所述对永磁同步电机的正常控制阶段在转子坐标系中进行。/n...

【技术特征摘要】
1.一种永磁同步电机控制启动方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：定位永磁同步电机的直轴电流和交轴电流坐标，采用电流闭环控制，在永磁同步电机接收到启动指令后，按照电流变化斜率对永磁同步电机的直轴电流和交轴电流进行分别给定，以对永磁同步电机进行定位；
步骤二：确定永磁同步电机的直轴电流和交轴电流坐标，在磁场定向坐标上，将电机的电流矢量分解成为产生磁通的励磁电流分量id和产生转矩的转矩电流分量iq，并使励磁电流分量id和转矩电流分量iq互相垂直；
步骤三：初始的电流变化永磁同步电机启动，在启动坐标系中设定初始的电流变化iq0和id0使永磁同步电机启动，让启动坐标系以预定角速度ω旋转，启动电流矢量因此也以角速度ω旋转，使得转子被所述启动电流矢量所产生的磁场带动旋转；
步骤四：确定转子坐标系相对静止坐标系的参考角度，实时检测转子旋转过程中永磁同步电机的反向电动势，并根据检测到的反向电动势，计算转子在静止坐标系中的位置，从而确定转子坐标系相对静止坐标系的参考角度θdq；
步骤五：获得永磁同步电机的控制量和反馈量，当实...

【专利技术属性】
技术研发人员：程军辉，方杰，张刚，卢承领，陈晓飞，
申请(专利权)人：皖西学院，
类型：发明
国别省市：安徽;34