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专利号: 2018101171848
申请人: 浙江水利水电学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2026-04-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种凸极式三相永磁同步电机转子磁极初始位置定位方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤1:PWM周期TPWM的确定;

PWM周期初始化为 对电机进行时长为 的PWM控制:其中, 输入电角度为0°的电压矢量、 为PWM全关断状态、 输入电角度为180°的电压矢量、 为PWM全关断状态,在 时刻采集A相电流值记为 在时长为 的PWM控制结束时,若 小于电机的额定电流峰值,则逐步增加PWM周期,令为PWM周期增量,并对电机进行时长为 的PWM控制,采集

并判断 与电机额定电流峰值的关系,直至 等于或大于电机额定电流值,此时的PWM周期记为TPWM;

步骤2:非饱和状态相电流信号采集,依次采集两轮A、B、C相的相电流;

令非饱和采集控制周期T1=0.2TPWM~0.25TPWM,确保电机电流在采集过程中始终处于非饱和状态;

第一轮A相的相电流采集对电机进行持续7T1的PWM控制,0~2T1输入电角度为0°的电压矢量、2T1~3T1为PWM全关断状态、3T1~5T1输入电角度为180°的电压矢量、5T1~7T1为PWM全关断状态,在1T1时刻采集相电流记为iA11+、在2T1时刻采集相电流记为iA12+、在4T1时刻采集相电流记为iA11-、在5T1时刻采集相电流记为iA12-;

第一轮A相的相电流采集完成后进行第一轮B相的相电流采集,第一轮B相的相电流采集对电机进行持续7T1的PWM控制,0~2T1输入电角度为120°的电压矢量、2T1~3T1为PWM全关断状态、3T1~5T1输入电角度为300°的电压矢量、5T1~7T1为PWM全关断状态,在1T1时刻采集相电流记为iB11+、在2T1时刻采集相电流记为iB12+、在4T1时刻采集相电流记为iB11-、在5T1时刻采集相电流记为iB12-;

第一轮B相的相电流采集完成后进行第一轮C相的相电流采集,第一轮C相的相电流采集对电机进行持续7T1的PWM控制,0~2T1输入电角度为240°的电压矢量、2T1~3T1为PWM全关断状态、3T1~5T1输入电角度为60°的电压矢量、5T1~7T1为PWM全关断状态,在1T1时刻采集相电流记为iC11+、在2T1时刻采集相电流记为iC12+、在4T1时刻采集相电流记为iC11-、在5T1时刻采集相电流记为iC12-;

整理第一轮相电流采集结果,依次记为iA11+、iA12+、iA11-、iA12-、iB11+、iB12+、iB11-、iB12-、iC11+、iC12+、iC11-、iC12-;

第二轮相电流采集与第一轮相电流采集方法相同,第二轮相电流采集结果依次记为iA21+、iA22+、iA21-、iA22-、iB21+、iB22+、iB21-、iB22-、iC21+、iC22+、iC21-、iC22-;

步骤3:电流信号处理;

其中:

步骤4:转子磁极初始方向角的计算;

将 映射至[0,2π],则

步骤5:转子磁极初始位置电角度θ0极性校正计算;

对θ0raw磁极正负极性进行判断校正,确定最终磁极初始位置电角度θ0;

步骤5.1:极性判断过程加载电压矢量所属相的选择;

设svp为选择的电压矢量所属的相,

当svp=phA,极性判断过程加载电压矢量属于A相,则正电压矢量电角度为0°,负电压矢量电角度为180°;当svp=phB,极性判断过程加载电压矢量属于B相,则正电压矢量电角度为120°,负电压矢量电角度为300°;当svp=phC,极性判断过程加载电压矢量属于C相,则正电压矢量电角度为240°,负电压矢量电角度为60°;

步骤5.2:采集svp相的极性判断相电流iX1+、iX2+、iX1-、iX2-;

采用TPWM为极性判断相电流采集周期,确保电机电流在采集过程中可以达到饱和状态,表现出饱和凸极效应;svp相的相电流采集对电机进行持续7TPWM的PWM控制,0~2TPWM输入正电压矢量、2TPWM~3TPWM为PWM全关断状态、3TPWM~5TPWM输入负电压矢量、5TPWM~7TPWM为PWM全关断状态,在1TPWM时刻采集相电流记为iX1+、在2TPWM时刻采集相电流记为iX2+、在4TPWM时刻采集相电流记为iX1-、在5TPWM时刻采集相电流记为iX2-;

步骤5.3:计算极性偏置角;

令ΔiX=|iX2--iX1-|-|iX2+-iX1+|;

根据如下公式,确定极性偏置角θ0offset:

θ0offset=π·[(svp==phA)·(ΔiX>0)+(svp==phB)·(ΔiX<0)·(θ0raw<0)+(svp==phC)·(ΔiX<0)];

公式中,(svp==phA)、(svp==phB)、(svp==phC)、(ΔiX>0)、(ΔiX<0)、(θ0raw<

0)均为判断式,判断式满足时为1,不满足时为0;

步骤5.4:根据θ0raw、θ0offset计算转子磁极初始位置电角度θ0:θ0=θ0raw+θ0offset。

2.根据权利要求1所述的一种凸极式三相永磁同步电机转子磁极初始位置定位方法,其特征在于:步骤一中 k=2μs。