本發(fā)明屬于電機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種交流永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子的初始位置檢測(cè)方法及裝置。
背景技術(shù):
交流永磁同步電機(jī)在啟動(dòng)之前電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置是未知的,此時(shí)需要獲取電機(jī)轉(zhuǎn)子的初始位置,并根據(jù)該初始位置來(lái)啟動(dòng)交流永磁同步電機(jī)。
目前,通常獲取交流永磁同步電機(jī)啟動(dòng)時(shí)的電機(jī)轉(zhuǎn)子初始位置的主要方法是采用示波器對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子初始位置進(jìn)行檢測(cè),獲取電機(jī)轉(zhuǎn)子初始位置并對(duì)該初始位置進(jìn)行調(diào)整來(lái)啟動(dòng)交流永磁同步電機(jī)。但是該方法工作量較大、效率低、且操作用中易發(fā)生錯(cuò)誤,影響初始位置的檢測(cè)的準(zhǔn)確性和可操作性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
有鑒于此,本發(fā)明實(shí)施例提供了一種交流永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子的初始位置檢測(cè)方法及裝置,以解決現(xiàn)有技術(shù)中獲取交流永磁同步電機(jī)啟動(dòng)時(shí)的電機(jī)轉(zhuǎn)子初始位置時(shí)存在的工作量較大、效率低、且操作用中易發(fā)生錯(cuò)誤,影響初始位置的檢測(cè)的準(zhǔn)確性和可操作性的問(wèn)題。
本發(fā)明實(shí)施例的第一方面提供了一種交流永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子的初始位置檢測(cè)方法方法,包括:
獲取位置傳感器檢測(cè)到的電機(jī)轉(zhuǎn)子的當(dāng)前各相脈沖信號(hào)的狀態(tài)組合;
查詢預(yù)保存的所述電機(jī)轉(zhuǎn)子的各相脈沖信號(hào)的狀態(tài)組合與所述電機(jī)轉(zhuǎn)子的初始角度估計(jì)值的對(duì)應(yīng)關(guān)系,得到所述當(dāng)前各相脈沖信號(hào)的狀態(tài)組合對(duì)應(yīng)的所述電機(jī)轉(zhuǎn)子的初始角度估計(jì)值;
在所述當(dāng)前各相脈沖信號(hào)的狀態(tài)組合切換到下一個(gè)各相脈沖信號(hào)的狀態(tài)組合過(guò)程中,獲取位置傳感器檢測(cè)到的所述電機(jī)轉(zhuǎn)子的兩路正交信號(hào)的角度累加值;
根據(jù)所述初始角度估計(jì)值和所述角度累加值,得出所述電機(jī)轉(zhuǎn)子的初始角度值。
本發(fā)明實(shí)施例的第二方面提供了一種交流永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子的初始位置檢測(cè)裝置,包括:
獲取模塊,用于獲取位置傳感器檢測(cè)到的電機(jī)轉(zhuǎn)子的當(dāng)前各相脈沖信號(hào)的狀態(tài)組合;
數(shù)據(jù)查詢模塊,用于查詢預(yù)保存的所述電機(jī)轉(zhuǎn)子的各相脈沖信號(hào)的狀態(tài)組合與所述電機(jī)轉(zhuǎn)子的初始角度估計(jì)值的對(duì)應(yīng)關(guān)系,得到所述當(dāng)前各相脈沖信號(hào)的狀態(tài)組合對(duì)應(yīng)的所述電機(jī)轉(zhuǎn)子的初始角度估計(jì)值;
所述獲取模塊,還用于在所述當(dāng)前各相脈沖信號(hào)的狀態(tài)組合切換到下一個(gè)各相脈沖信號(hào)的狀態(tài)組合過(guò)程中,獲取位置傳感器檢測(cè)到的所述電機(jī)轉(zhuǎn)子的兩路正交信號(hào)的角度累加值;
數(shù)據(jù)處理模塊,用于根據(jù)所述初始角度估計(jì)值與所述角度累加值,得出所述電機(jī)轉(zhuǎn)子的初始角度值。
本發(fā)明實(shí)施例與現(xiàn)有技術(shù)相比存在的有益效果是:本發(fā)明的實(shí)施例提供的交流永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子的初始位置檢測(cè)方法及裝置,獲取位置傳感器檢測(cè)到的電機(jī)轉(zhuǎn)子的當(dāng)前各相脈沖信號(hào)的狀態(tài)組合,查詢預(yù)保存的電機(jī)轉(zhuǎn)子的各相脈沖信號(hào)的狀態(tài)組合與電機(jī)轉(zhuǎn)子的初始角度估計(jì)值的對(duì)應(yīng)關(guān)系,得到當(dāng)前各相脈沖信號(hào)的狀態(tài)組合對(duì)應(yīng)的電機(jī)轉(zhuǎn)子的初始角度估計(jì)值,在當(dāng)前各相脈沖信號(hào)的狀態(tài)組合切換到下一個(gè)各相脈沖信號(hào)的狀態(tài)組合過(guò)程中,獲取位置傳感器檢測(cè)到的電機(jī)轉(zhuǎn)子的兩路正交信號(hào)的角度累加值,根據(jù)所述電機(jī)轉(zhuǎn)子兩路正交信號(hào)的超前或滯后關(guān)系,確定所述電機(jī)轉(zhuǎn)子的當(dāng)前狀態(tài)為正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。本發(fā)明通過(guò)檢測(cè)到的各相脈沖信號(hào)的狀態(tài)組合得到電機(jī)轉(zhuǎn)子的初始角度估計(jì)值,在通過(guò)在當(dāng)前各相脈沖信號(hào)的狀態(tài)組合切換到下一個(gè)各相脈沖信號(hào)的狀態(tài)組合過(guò)程中,檢測(cè)到的兩路正交信號(hào)得到正交信號(hào)的角度累加值,然后將初始角度估計(jì)值與角度累加值得到電機(jī)轉(zhuǎn)子的初始角度值,能夠?qū)崿F(xiàn)方便、快速地確定電機(jī)轉(zhuǎn)子的初始角度值,且具有較高的準(zhǔn)確性和可操作性。
附圖說(shuō)明
為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案,下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹,顯而易見(jiàn)地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例,對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的交流永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2是本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種交流永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子的初始位置檢測(cè)方法的實(shí)現(xiàn)流程圖;
圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的三相U、V、W相脈沖信號(hào)的對(duì)應(yīng)的狀態(tài)組合的示意圖;
圖4是本發(fā)明實(shí)施例二提供的一種交流永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子的初始位置檢測(cè)方法的實(shí)現(xiàn)流程圖;
圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的三相U、V、W相脈沖信號(hào)的狀態(tài)組合與電機(jī)轉(zhuǎn)子角度范圍、初始角度估計(jì)值的對(duì)應(yīng)關(guān)系示意圖;
圖6是本發(fā)明實(shí)施例提供的三相U、V、W相脈沖信號(hào)的狀態(tài)組合與電機(jī)轉(zhuǎn)子角度范圍、角度范圍及機(jī)械角度的對(duì)應(yīng)關(guān)系示意圖;
圖7是本發(fā)明實(shí)施例三提供的一種交流永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子的初始位置檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)框圖;
圖8是圖7實(shí)施例的交流永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子的初始位置檢測(cè)裝置的獲取模塊的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
以下描述中,為了說(shuō)明而不是為了限定,提出了諸如特定系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、技術(shù)之類(lèi)的具體細(xì)節(jié),以便透徹理解本發(fā)明實(shí)施例。然而,本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)清楚,在沒(méi)有這些具體細(xì)節(jié)的其它實(shí)施例中也可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。在其它情況中,省略對(duì)眾所周知的系統(tǒng)、裝置、電路以及方法的詳細(xì)說(shuō)明,以免不必要的細(xì)節(jié)妨礙本發(fā)明的描述。
圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的交流永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖,其中包括:逆變器001、交流永磁同步電機(jī)002、坐標(biāo)變換模塊003、目標(biāo)電流生成器004、第一電流環(huán)比例積分PI調(diào)節(jié)器005、第二電流環(huán)PI調(diào)節(jié)器006、電壓反變換模塊007、角度生成器008、位置傳感器009、位置信號(hào)采集模塊010、電流傳感器011和求和模塊012。電流傳感器011與交流永磁同步電機(jī)002的定子連接,電流傳感器011、坐標(biāo)變換模塊003、求和模塊012依次連接,求和模塊012與第一電流環(huán)PI調(diào)節(jié)器005、第二電流環(huán)PI調(diào)節(jié)器006分別連接,第一電流環(huán)PI調(diào)節(jié)器005、第二電流環(huán)PI調(diào)節(jié)器006與電壓反變換模塊007連接,電壓反變換模塊007與逆變器001連接,逆變器001與交流永磁同步電機(jī)002連接。坐標(biāo)變換模塊003與第一電流環(huán)PI調(diào)節(jié)器005構(gòu)成交軸電流環(huán);坐標(biāo)變換模塊3和第二電流環(huán)PI調(diào)節(jié)器006構(gòu)成直軸電流環(huán),交軸電流環(huán)和直軸電流環(huán)構(gòu)成電流環(huán)。
交流永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)的控制過(guò)程為:電流傳感器011將檢測(cè)到的交流永磁同步電機(jī)002定子的三相電流輸入坐標(biāo)變換模塊003;坐標(biāo)變換模塊003將電流傳感器011檢測(cè)的三相電流進(jìn)行Clark和Park變換后得到交軸電流Iq和直軸電流Id;交軸電流Iq與目標(biāo)電流生成器004輸出的交軸電流Iqref比較,將比較值輸入第一電流環(huán)PI調(diào)節(jié)器005得到交軸電壓Uq,并將交軸電壓Uq輸入電壓反變換模塊007;直軸電流Id與目標(biāo)電流生成器004輸出的直軸電流Idref比較,將比較值輸入第二電流環(huán)PI調(diào)節(jié)器005得到直軸電壓Ud,并將直軸電壓Ud輸入電壓反變換模塊007;電壓反變換模塊007根據(jù)交軸電壓Uq和直軸電壓Ud生成三路控制信號(hào)Va,Vb,Vc輸入逆變器;逆變器根據(jù)Va,Vb,Vc輸入三相電壓到交流永磁同步電機(jī)002,驅(qū)動(dòng)交流永磁同步電機(jī)002工作。
在上述交流永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,還包括:角度生成器008、位置傳感器009和位置信號(hào)采集模塊010。角度生成器008與坐標(biāo)變換模塊003連接,位置傳感器009的輸入端與交流永磁同步電機(jī)002的輸出軸端連接,位置傳感器009的輸出端于位置信號(hào)采集模塊010連接。其中,位置傳感器009用于檢測(cè)交流永磁同步電機(jī)002的輸出信號(hào)(脈沖信號(hào)、正交信號(hào)等),位置信號(hào)采集模塊010用于記錄位置傳感器009檢測(cè)到的信號(hào)。
交流永磁同步電機(jī)在啟動(dòng)之前電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置是未知的,此時(shí)需要獲取電機(jī)轉(zhuǎn)子的初始位置,并根據(jù)該初始位置來(lái)啟動(dòng)交流永磁同步電機(jī),目前,通常獲取交流永磁同步電機(jī)啟動(dòng)時(shí)的電機(jī)轉(zhuǎn)子初始位置的主要方法是采用示波器對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子初始位置進(jìn)行檢測(cè),獲取電機(jī)轉(zhuǎn)子初始位置并對(duì)該初始位置進(jìn)行調(diào)整來(lái)啟動(dòng)交流永磁同步電機(jī)。但是該方法工作量較大、效率低、且操作用中易發(fā)生錯(cuò)誤,影響初始位置的檢測(cè)的準(zhǔn)確性和可操作性。鑒于上述問(wèn)題,本發(fā)明實(shí)施例提供了一種交流永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子的初始位置檢測(cè)方法及裝置,以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問(wèn)題。
實(shí)施例一
圖2是本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種交流永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子的初始位置檢測(cè)方法的實(shí)現(xiàn)流程圖,本實(shí)施例包括:
S101:獲取位置傳感器檢測(cè)到的電機(jī)轉(zhuǎn)子的當(dāng)前各相脈沖信號(hào)的狀態(tài)組合。
其中,該位置傳感器可以是增量式光電編碼器,當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,位置傳感器可以檢測(cè)到電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中的各相脈沖信號(hào),交流永磁同步電機(jī)為三相U、V、W相脈沖信號(hào),三相U、V、W相脈沖信號(hào)的相位差為120°,脈沖信號(hào)分為高電平區(qū)和低電平區(qū),其中高電平區(qū)用1表示,低電平區(qū)用0表示。參考圖3在電機(jī)轉(zhuǎn)子一個(gè)電角度周期過(guò)程中,三相U、V、W相脈沖信號(hào)的對(duì)應(yīng)的狀態(tài)組合的示意圖,共包含六個(gè)狀態(tài)101、001、011、010、110、100。
S102:查詢預(yù)保存的電機(jī)轉(zhuǎn)子的各相脈沖信號(hào)的狀態(tài)組合與電機(jī)轉(zhuǎn)子的初始角度估計(jì)值的對(duì)應(yīng)關(guān)系,得到當(dāng)前各相脈沖信號(hào)的狀態(tài)組合對(duì)應(yīng)的電機(jī)轉(zhuǎn)子的初始角度估計(jì)值。
其中,可以通過(guò)電機(jī)轉(zhuǎn)子的各相脈沖信號(hào)的狀態(tài)組合確定電機(jī)轉(zhuǎn)子對(duì)應(yīng)的角度范圍,并根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)子對(duì)應(yīng)的角度范圍估計(jì)及電機(jī)轉(zhuǎn)子的初始角度,從而建立電機(jī)轉(zhuǎn)子的各相脈沖信號(hào)的狀態(tài)組合與電機(jī)轉(zhuǎn)子的初始角度估計(jì)值的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
S103:在當(dāng)前各相脈沖信號(hào)的狀態(tài)組合切換到下一個(gè)各相脈沖信號(hào)的狀態(tài)組合過(guò)程中,獲取位置傳感器檢測(cè)到的電機(jī)轉(zhuǎn)子的兩路正交信號(hào)的角度累加值。
其中,在電機(jī)未完成初始定位的檢測(cè)前,位置傳感器需要實(shí)時(shí)檢測(cè)當(dāng)前電機(jī)轉(zhuǎn)子的各相脈沖信號(hào)的狀態(tài)組合,當(dāng)前各相脈沖信號(hào)的狀態(tài)組合切換到下一個(gè)各相脈沖信號(hào)的狀態(tài)組合時(shí),獲取位置傳感器檢測(cè)到的電機(jī)轉(zhuǎn)子的兩路正交信號(hào)的角度累加值。
S104:根據(jù)所述初始角度估計(jì)值和所述角度累加值,得出所述電機(jī)轉(zhuǎn)子的初始角度值。
具體地,當(dāng)前各相脈沖信號(hào)的狀態(tài)組合切換到下一個(gè)各相脈沖信號(hào)的狀態(tài)組合結(jié)束時(shí),將初始角度估計(jì)值與角度累加值相加,得到的角度值即為電機(jī)轉(zhuǎn)子的初始角度值。
本實(shí)施例與現(xiàn)有技術(shù)相比存在的有益效果是:本實(shí)施例提供的交流永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子的初始位置檢測(cè)方法包括,獲取位置傳感器檢測(cè)到的電機(jī)轉(zhuǎn)子的當(dāng)前各相脈沖信號(hào)的狀態(tài)組合,查詢預(yù)保存的電機(jī)轉(zhuǎn)子的各相脈沖信號(hào)的狀態(tài)組合與電機(jī)轉(zhuǎn)子的初始角度估計(jì)值的對(duì)應(yīng)關(guān)系,得到當(dāng)前各相脈沖信號(hào)的狀態(tài)組合對(duì)應(yīng)的電機(jī)轉(zhuǎn)子的初始角度估計(jì)值,在當(dāng)前各相脈沖信號(hào)的狀態(tài)組合切換到下一個(gè)各相脈沖信號(hào)的狀態(tài)組合過(guò)程中,獲取位置傳感器檢測(cè)到的電機(jī)轉(zhuǎn)子的兩路正交信號(hào)的角度累加值,將初始角度估計(jì)值與角度累加值相加,得到電機(jī)轉(zhuǎn)子的初始角度值。本發(fā)明通過(guò)檢測(cè)到的各相脈沖信號(hào)的狀態(tài)組合得到電機(jī)轉(zhuǎn)子的初始角度估計(jì)值,在通過(guò)在當(dāng)前各相脈沖信號(hào)的狀態(tài)組合切換到下一個(gè)各相脈沖信號(hào)的狀態(tài)組合過(guò)程中,檢測(cè)到的兩路正交信號(hào)得到正交信號(hào)的角度累加值,然后將初始角度估計(jì)值與角度累加值得到電機(jī)轉(zhuǎn)子的初始角度值,能夠?qū)崿F(xiàn)方便、快速地確定電機(jī)轉(zhuǎn)子的初始角度值,且具有較高的準(zhǔn)確性和可操作性。
實(shí)施例二
圖4是本發(fā)明實(shí)施例二提供的一種交流永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子的初始位置檢測(cè)方法的實(shí)現(xiàn)流程圖,在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上,在步驟S101之前還包括:
S201:獲取角度生成器生成的電機(jī)轉(zhuǎn)子的角度值和增加量。
其中,角度生成器可以在一個(gè)電角度周期過(guò)程中,生成一個(gè)角度值θ0,的取值范圍為0~360°,然后生成一個(gè)增加量±Δθ,+Δθ和-Δθ可以表示電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)方向(正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn))不同,Δθ的單位為°/毫秒。
S202:在電機(jī)轉(zhuǎn)子根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)子的角度值和增加量轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)電角度周期的過(guò)程中,獲取電機(jī)轉(zhuǎn)子的每一組各相脈沖信號(hào)的狀態(tài)組合對(duì)應(yīng)的電機(jī)轉(zhuǎn)子的角度范圍。
其中,電機(jī)轉(zhuǎn)子根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)子的角度值和增加量轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)電角度周期的過(guò)程中,在角度值θ0的基礎(chǔ)上按照增加量的速度變化(增加或減少),一般情況下,Δθ的取值小于0.01°/毫秒,以增加數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,則任意時(shí)刻的電機(jī)轉(zhuǎn)子角度θ=θk+1=θk±Δθ,式中,K=0,1,2.....N,Δθ=360/(N+1)。
具體地,三相U、V、W相脈沖信號(hào)的對(duì)應(yīng)的六組狀態(tài)組合101、001、011、010、110、100對(duì)應(yīng)的電機(jī)轉(zhuǎn)子的角度范圍的對(duì)應(yīng)關(guān)系,參考表1和圖5。
表1狀態(tài)組合與角度范圍對(duì)應(yīng)關(guān)系表
S203:根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)子的角度范圍,確定電機(jī)轉(zhuǎn)子的初始角度估計(jì)值。
具體地,根據(jù)所述電機(jī)轉(zhuǎn)子的角度值范圍得出電機(jī)轉(zhuǎn)子的角度值范圍的中間值,并將角度范圍的中間值作為電機(jī)轉(zhuǎn)子的初始角度估計(jì)值。
參考表1,電機(jī)轉(zhuǎn)子的角度范圍(0°,60°]的中間值為30°;(60°,120°]的中間值為90°,(120°,180°]的中間值為150°;(180°,240°]的中間值為210°;(240°,300°]的中間值為270°;(300°,360°]的中間值為330°。
S204:根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)子的每一組各相脈沖信號(hào)的狀態(tài)組合和電機(jī)轉(zhuǎn)子的初始角度估計(jì)值,保存電機(jī)轉(zhuǎn)子的各相脈沖信號(hào)的狀態(tài)組合與電機(jī)轉(zhuǎn)子的初始角度估計(jì)值的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
具體地,三相U、V、W相脈沖信號(hào)的對(duì)應(yīng)的六組狀態(tài)組合101、001、011、010、110、100對(duì)應(yīng)的電機(jī)轉(zhuǎn)子的初始角度估計(jì)值的對(duì)應(yīng)關(guān)系,參考表2和圖5。
表2狀態(tài)組合與初始角度估計(jì)值對(duì)應(yīng)關(guān)系表
在一個(gè)例子中,可以在電機(jī)轉(zhuǎn)子根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)子的角度值和增加量轉(zhuǎn)動(dòng)多個(gè)電角度周期的過(guò)程中,獲取電機(jī)轉(zhuǎn)子的每一組各相脈沖信號(hào)的狀態(tài)組合對(duì)應(yīng)的電機(jī)轉(zhuǎn)子的角度范圍,然后根據(jù)電機(jī)的極對(duì)數(shù)P,可以進(jìn)行P次記錄求其平均值。電機(jī)轉(zhuǎn)子的角度值與電機(jī)轉(zhuǎn)子的機(jī)械角度的轉(zhuǎn)換與電機(jī)的極對(duì)數(shù)P有關(guān),U、V、W信號(hào)狀態(tài)組合、角度范圍與機(jī)械角度間關(guān)系參考圖6,電機(jī)轉(zhuǎn)子在N個(gè)電角度周期,對(duì)應(yīng)的電機(jī)轉(zhuǎn)子的機(jī)械角度為360°×N/P。
在一個(gè)例子中,上述交流永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子的初始位置檢測(cè)方法,將獲取預(yù)保存的電機(jī)轉(zhuǎn)子的各相脈沖信號(hào)的狀態(tài)組合與電機(jī)轉(zhuǎn)子的初始角度估計(jì)值的對(duì)應(yīng)關(guān)系之前,還包括:
獲取位置傳感器檢測(cè)到的電機(jī)轉(zhuǎn)子的兩路正交信號(hào);根據(jù)兩路正交信號(hào),確定電機(jī)轉(zhuǎn)子兩路正交信號(hào)的超前或滯后關(guān)系;根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)子兩路正交信號(hào)的超前或滯后關(guān)系,確定電機(jī)轉(zhuǎn)子的當(dāng)前狀態(tài)為正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。
具體地,電機(jī)轉(zhuǎn)子的兩路正交信號(hào)為位置傳感器檢測(cè)到的A、B正交信號(hào),且A、B信號(hào)90°正交。根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)子兩路正交信號(hào)的超前或滯后關(guān)系,確定電機(jī)轉(zhuǎn)子的當(dāng)前狀態(tài)為正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)的具體過(guò)程為(以A、B正交信號(hào)為例):當(dāng)A信號(hào)超前B信號(hào),確定當(dāng)前電機(jī)轉(zhuǎn)子為反轉(zhuǎn);當(dāng)A信號(hào)之后B信號(hào),確定當(dāng)前電機(jī)轉(zhuǎn)子為正轉(zhuǎn)。
需要說(shuō)明的是:可以將表2的內(nèi)容以及A、B正交信號(hào)的超前或滯后關(guān)系通過(guò)位置信號(hào)采集模塊10記錄并保存在EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory,電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器)中。
在一個(gè)例子中,上述交流永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子的初始位置檢測(cè)方法,在根據(jù)兩路正交信號(hào),確定電機(jī)轉(zhuǎn)子兩路正交信號(hào)的超前或滯后關(guān)系之后,還包括:
確定角度生成器的增加量的方向;檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)子的兩路正交信號(hào)的超前或滯后關(guān)系對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與增加量的方向是否一致;在檢測(cè)到電機(jī)轉(zhuǎn)子的兩路正交信號(hào)的超前或滯后關(guān)系對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與增加量的方向不一致時(shí),調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)子的兩路正交信號(hào)的超前或滯后關(guān)系。
具體地,當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)子跟隨角度生成器生成的角度緩慢旋轉(zhuǎn)時(shí),位置信號(hào)采集模檢測(cè)位置傳感器的兩路正交信號(hào)的超前或滯后關(guān)系對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與增加量的方向是否一致;如果Δθ>0,且兩路正交信號(hào)的技術(shù)方向是增加趨勢(shì),則不用調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)子的兩路正交信號(hào)的超前或滯后關(guān)系;或者,如果Δθ<0,且兩路正交信號(hào)的技術(shù)方向是減小趨勢(shì),則不用調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)子的兩路正交信號(hào)的超前或滯后關(guān)系;反之,則需要調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)子的兩路正交信號(hào)的超前或滯后關(guān)系。
需要說(shuō)明的是,坐標(biāo)變換模塊3將電流傳感器11檢測(cè)的三相電流進(jìn)行Clark和Park變換后得到交軸電流Iq和直軸電流Id的具體過(guò)程為:
首先,電流傳感器11檢測(cè)的交流永磁同步電機(jī)2定子的三相電流分別為:ia,ib,則ic=-(ia+ib),坐標(biāo)變換模塊3將ia,ib,ic進(jìn)行Clark變化,得到兩相靜止坐標(biāo)系下的電流分量,即為iα,iβ,其變化公式如下:
然后,變換模塊3根據(jù)角度生成器生成的電角度θ,將上述兩相靜止坐標(biāo)系下的電流分量iα,iβ進(jìn)行PARK變換,得到兩相同步旋轉(zhuǎn)DQ坐標(biāo)系下的電流分量,即為Id,Iq,其其變化公式如下:
需要說(shuō)明的是,目標(biāo)電流生成器4生成的電流分量Idref、Iqref的取值為:
式中,Iee為交流永磁同步電機(jī)2的額定電流。
應(yīng)理解,上述實(shí)施例中各步驟的序號(hào)的大小并不意味著執(zhí)行順序的先后,各過(guò)程的執(zhí)行順序應(yīng)以其功能和內(nèi)在邏輯確定,而不應(yīng)對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的實(shí)施過(guò)程構(gòu)成任何限定。
實(shí)施例三
對(duì)應(yīng)于上文實(shí)施例所述的交流永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子的初始位置檢測(cè)方法,圖7示出了本發(fā)明實(shí)施例三提供的交流永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子的初始位置檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)框圖,為了便于說(shuō)明,僅示出了與本發(fā)明實(shí)施例相關(guān)的部分。
參照?qǐng)D7,該裝置包括:包括:獲取模塊301、數(shù)據(jù)查詢模塊302、數(shù)據(jù)處理模塊303。
其中,獲取模塊301,用于獲取位置傳感器檢測(cè)到的電機(jī)轉(zhuǎn)子的當(dāng)前各相脈沖信號(hào)的狀態(tài)組合。
數(shù)據(jù)查詢模塊302,用于查詢預(yù)保存的所述電機(jī)轉(zhuǎn)子的各相脈沖信號(hào)的狀態(tài)組合與所述電機(jī)轉(zhuǎn)子的初始角度估計(jì)值的對(duì)應(yīng)關(guān)系,得到所述當(dāng)前各相脈沖信號(hào)的狀態(tài)組合對(duì)應(yīng)的所述電機(jī)轉(zhuǎn)子的初始角度估計(jì)值。
所述獲取模塊301,還用于在所述當(dāng)前各相脈沖信號(hào)的狀態(tài)組合切換到下一個(gè)各相脈沖信號(hào)的狀態(tài)組合過(guò)程中,獲取位置傳感器檢測(cè)到的所述電機(jī)轉(zhuǎn)子的兩路正交信號(hào)的角度累加值。
數(shù)據(jù)處理模塊303,用于根據(jù)所述初始角度估計(jì)值與所述角度累加值,得出所述電機(jī)轉(zhuǎn)子的初始角度值。
本發(fā)明實(shí)施例與現(xiàn)有技術(shù)相比存在的有益效果是:本發(fā)明的實(shí)施例提供的交流永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子的初始位置檢測(cè)裝置,獲取位置傳感器檢測(cè)到的電機(jī)轉(zhuǎn)子的當(dāng)前各相脈沖信號(hào)的狀態(tài)組合,查詢預(yù)保存的電機(jī)轉(zhuǎn)子的各相脈沖信號(hào)的狀態(tài)組合與電機(jī)轉(zhuǎn)子的初始角度估計(jì)值的對(duì)應(yīng)關(guān)系,得到當(dāng)前各相脈沖信號(hào)的狀態(tài)組合對(duì)應(yīng)的電機(jī)轉(zhuǎn)子的初始角度估計(jì)值,在當(dāng)前各相脈沖信號(hào)的狀態(tài)組合切換到下一個(gè)各相脈沖信號(hào)的狀態(tài)組合過(guò)程中,獲取位置傳感器檢測(cè)到的電機(jī)轉(zhuǎn)子的兩路正交信號(hào)的角度累加值,根據(jù)所述電機(jī)轉(zhuǎn)子兩路正交信號(hào)的超前或滯后關(guān)系,確定所述電機(jī)轉(zhuǎn)子的當(dāng)前狀態(tài)為正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。本發(fā)明通過(guò)檢測(cè)到的各相脈沖信號(hào)的狀態(tài)組合得到電機(jī)轉(zhuǎn)子的初始角度估計(jì)值,在通過(guò)在當(dāng)前各相脈沖信號(hào)的狀態(tài)組合切換到下一個(gè)各相脈沖信號(hào)的狀態(tài)組合過(guò)程中,檢測(cè)到的兩路正交信號(hào)得到正交信號(hào)的角度累加值,然后將初始角度估計(jì)值與角度累加值得到電機(jī)轉(zhuǎn)子的初始角度值,能夠?qū)崿F(xiàn)方便、快速地確定電機(jī)轉(zhuǎn)子的初始角度值,且具有較高的準(zhǔn)確性和可操作性。
在一個(gè)例子中,所述獲取模塊301,還用于獲取預(yù)保存的所述電機(jī)轉(zhuǎn)子的各相脈沖信號(hào)的狀態(tài)組合與所述電機(jī)轉(zhuǎn)子的初始角度估計(jì)值的對(duì)應(yīng)關(guān)系。所述獲取模塊301,具體包括:獲取單元3011、確定單元3012、數(shù)據(jù)保存單元3013。獲取單元3011,用于獲取角度生成器生成的所述電機(jī)轉(zhuǎn)子的角度值和增加量,以及在所述電機(jī)轉(zhuǎn)子根據(jù)所述電機(jī)轉(zhuǎn)子的角度值和增加量轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)電角度周期的過(guò)程中,獲取所述電機(jī)轉(zhuǎn)子的每一組各相脈沖信號(hào)的狀態(tài)組合對(duì)應(yīng)的所述電機(jī)轉(zhuǎn)子的角度范圍。確定單元3012,用于根據(jù)所述電機(jī)轉(zhuǎn)子的角度范圍,確定所述電機(jī)轉(zhuǎn)子的初始角度估計(jì)值。數(shù)據(jù)保存單元3013,用于根據(jù)所述電機(jī)轉(zhuǎn)子的每一組各相脈沖信號(hào)的狀態(tài)組合和所述電機(jī)轉(zhuǎn)子的初始角度估計(jì)值,保存所述電機(jī)轉(zhuǎn)子的各相脈沖信號(hào)的狀態(tài)組合與所述電機(jī)轉(zhuǎn)子的初始角度估計(jì)值的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
在一個(gè)例子中,所述確定單元3012,具體用于根據(jù)所述電機(jī)轉(zhuǎn)子的角度值范圍得出所述電機(jī)轉(zhuǎn)子的角度值范圍的中間值,并將所述角度范圍的中間值作為所述電機(jī)轉(zhuǎn)子的初始角度估計(jì)值。
在一個(gè)例子中,所述獲取模塊301,還用于所述第三獲取模塊將獲取預(yù)保存的所述電機(jī)轉(zhuǎn)子的各相脈沖信號(hào)的狀態(tài)組合與所述電機(jī)轉(zhuǎn)子的初始角度估計(jì)值的對(duì)應(yīng)關(guān)系之前,獲取所述位置傳感器檢測(cè)到的所述電機(jī)轉(zhuǎn)子的兩路正交信號(hào)。所述裝置還包括:處理模塊304,用于根據(jù)所述兩路正交信號(hào),確定所述電機(jī)轉(zhuǎn)子兩路正交信號(hào)的超前或滯后關(guān)系,以及根據(jù)所述電機(jī)轉(zhuǎn)子兩路正交信號(hào)的超前或滯后關(guān)系,確定所述電機(jī)轉(zhuǎn)子的當(dāng)前狀態(tài)為正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。
在一個(gè)例子中,所述處理模塊304,還用于在根據(jù)所述兩路正交信號(hào),確定所述電機(jī)轉(zhuǎn)子兩路正交信號(hào)的超前或滯后關(guān)系之后,確定所述角度生成器的增加量的方向。所述裝置還包括:方向檢測(cè)模塊305、信號(hào)調(diào)整模塊306。其中,方向檢測(cè)模塊305,用于檢測(cè)所述電機(jī)轉(zhuǎn)子的兩路正交信號(hào)的超前或滯后關(guān)系對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與所述增加量的方向是否一致。信號(hào)調(diào)整模塊306,用于在所述方向檢測(cè)模塊檢測(cè)到所述電機(jī)轉(zhuǎn)子的兩路正交信號(hào)的超前或滯后關(guān)系對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與所述增加量的方向不一致時(shí),調(diào)整所述電機(jī)轉(zhuǎn)子的兩路正交信號(hào)的超前或滯后關(guān)系。
所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到,為了描述的方便和簡(jiǎn)潔,僅以上述各功能單元、模塊的劃分進(jìn)行舉例說(shuō)明,實(shí)際應(yīng)用中,可以根據(jù)需要而將上述功能分配由不同的功能單元、模塊完成,即將所述裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)劃分成不同的功能單元或模塊,以完成以上描述的全部或者部分功能。實(shí)施例中的各功能單元、模塊可以集成在一個(gè)處理單元中,也可以是各個(gè)單元單獨(dú)物理存在,也可以兩個(gè)或兩個(gè)以上單元集成在一個(gè)單元中,上述集成的單元既可以采用硬件的形式實(shí)現(xiàn),也可以采用軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)。另外,各功能單元、模塊的具體名稱(chēng)也只是為了便于相互區(qū)分,并不用于限制本申請(qǐng)的保護(hù)范圍。上述系統(tǒng)中單元、模塊的具體工作過(guò)程,可以參考前述方法實(shí)施例中的對(duì)應(yīng)過(guò)程,在此不再贅述。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以意識(shí)到,結(jié)合本文中所公開(kāi)的實(shí)施例描述的各示例的單元及算法步驟,能夠以電子硬件、或者計(jì)算機(jī)軟件和電子硬件的結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)。這些功能究竟以硬件還是軟件方式來(lái)執(zhí)行,取決于技術(shù)方案的特定應(yīng)用和設(shè)計(jì)約束條件。專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員可以對(duì)每個(gè)特定的應(yīng)用來(lái)使用不同方法來(lái)實(shí)現(xiàn)所描述的功能,但是這種實(shí)現(xiàn)不應(yīng)認(rèn)為超出本發(fā)明的范圍。
在本發(fā)明所提供的實(shí)施例中,應(yīng)該理解到,所揭露的裝置和方法,可以通過(guò)其它的方式實(shí)現(xiàn)。例如,以上所描述的系統(tǒng)實(shí)施例僅僅是示意性的,例如,所述模塊或單元的劃分,僅僅為一種邏輯功能劃分,實(shí)際實(shí)現(xiàn)時(shí)可以有另外的劃分方式,例如多個(gè)單元或組件可以結(jié)合或者可以集成到另一個(gè)系統(tǒng),或一些特征可以忽略,或不執(zhí)行。另一點(diǎn),所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通訊連接可以是通過(guò)一些接口,裝置或單元的間接耦合或通訊連接,可以是電性,機(jī)械或其它的形式。
所述作為分離部件說(shuō)明的單元可以是或者也可以不是物理上分開(kāi)的,作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元,即可以位于一個(gè)地方,或者也可以分布到多個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元上??梢愿鶕?jù)實(shí)際的需要選擇其中的部分或者全部單元來(lái)實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例方案的目的。
另外,在本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例中的各功能單元可以集成在一個(gè)處理單元中,也可以是各個(gè)單元單獨(dú)物理存在,也可以兩個(gè)或兩個(gè)以上單元集成在一個(gè)單元中。上述集成的單元既可以采用硬件的形式實(shí)現(xiàn),也可以采用軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)。
所述集成的單元如果以軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)并作為獨(dú)立的產(chǎn)品銷(xiāo)售或使用時(shí),可以存儲(chǔ)在一個(gè)計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中。基于這樣的理解,本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說(shuō)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分或者該技術(shù)方案的全部或部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來(lái),該計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品存儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)中,包括若干指令用以使得一臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備(可以是個(gè)人計(jì)算機(jī),服務(wù)器,或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)或處理器(processor)執(zhí)行本發(fā)明實(shí)施例各個(gè)實(shí)施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括:U盤(pán)、移動(dòng)硬盤(pán)、只讀存儲(chǔ)器(ROM,Read-Only Memory)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盤(pán)等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。
以上所述實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案,而非對(duì)其限制;盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改,或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換;而這些修改或者替換,并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。