永磁同步电机的启动方法
【专利摘要】本发明为解决现有技术中的q轴启动方式所存在的切换不连续、不平滑的问题。本发明提供永磁同步电机的启动方法，包括步骤：永磁同步电机的启动方法，其特征在于，包括步骤：电机上电，在预设的定位时间内，向d轴施加电流，从而实现电机转子的定位；在定位结束后，旋转d轴，以拖动电机加速到第一频率；在拖动结束后，将d轴的电流转移到q轴；在转移结束后，将控制方式切换至速度闭环同步控制。本发明的有益效果是：通过将d轴的电流转移到q轴，延迟速度环，防止在电机还没有启动平稳时，速度环就开始工作，保证了电机能够具有连续、平滑的启动过程。
【专利说明】永磁同步电机的启动方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电机控制领域，尤其是涉及永磁同步电机的启动方法。
【背景技术】
[0002]变频冰箱是一种能够根据目标制冷温度进行变频调节的冰箱，其能够实现更好的制冷效果。变频冰箱中广泛应用永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)，PMSM具有效率高、启动转矩大、节能等优点。PMSM从异步到同步过程是一个机电瞬变的过程，目前，通常采用q轴的启动方式，但在q轴启动的过程中，从异步切换到同步会存在不连续、不平滑的问题。
【发明内容】
[0003]本发明为解决现有技术中的q轴启动方式所存在的切换不连续、不平滑的问题，提出一种永磁同步电机的启动方法。
[0004]本发明的永磁同步电机的启动方法，包括步骤:
[0005]电机上电，在预设的定位时间内，向d轴施加电流，从而实现电机的定位；
[0006]在定位结束后，旋转d轴，以拖动电机加速到第一频率；
[0007]在拖动结束后，将d轴的电流转移到q轴；
[0008]在转移结束后，将控制方式切换至速度闭环同步控制。
[0009]进一步的，在预设的定位时间内，向d轴施加电流，具体为:
[0010]在所述定位时间内，向d轴逐渐施加电流至电流达到稳定值。
[0011]进一步的，在预设的定位时间内，向d轴施加电流，具体包括:
[0012]在预设的加速时间内，向d轴逐渐施加电流至电流达到稳定值；
[0013]在所述加速时间之后的稳定时间内，保持电流处于所述稳定值，其中，所述加速时间与所述稳定时间的和为所述定位时间。
[0014]进一步的，所述稳定时间大于所述加速时间。
[0015]进一步的，旋转d轴，以拖动电机加速到第一频率,具体为:
[0016]保持电流处于所述稳定值，通过旋转d轴，使得电机的转子加速旋转到第一频率。
[0017]进一步的，所述稳定值大于等于IA且小于等于2A。
[0018]进一步的，所述第一频率为400转/分钟。
[0019]本发明的有益效果是:通过将d轴的电流转移到q轴，延迟速度环，防止在电机还没有启动平稳时，速度环就开始工作，保证了电机能够具有连续、平滑的启动过程。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是本发明永磁同步电机的启动方法的工作流程图；
[0021]图2是本发明中永磁同步电机三相电压矢量坐标的示意图；
[0022]图3是本发明采用步骤101的第一种实施方式进行工作的示意图；
[0023]图4是本发明采用步骤101的第二种实施方式进行工作的示意图。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图，对本发明的技术方案进行详细描述。
[0025]本申请提供永磁同步电机的启动方法，包括步骤:电机上电，在预设的定位时间内，向d轴施加电流,从而实现电机转子的定位；在定位结束后,旋转d轴，以拖动电机加速到第一频率；在拖动结束后，将d轴的电流转移到q轴；在转移结束后，将控制方式切换至速度闭环同步控制。
[0026]通过将d轴的电流转移到q轴，延迟速度环，防止在电机还没有启动平稳时，速度环就开始工作，保证了电机能够具有连续、平滑的启动过程。
[0027]本申请的永磁同步电机的启动方法，应用于无传感器的永磁同步电机中，如图1所示，所述启动方法包括:
[0028]步骤101:电机上电，在预设的定位时间内，向d轴施加电流，从而实现电机的定位。
[0029]其中，由于电机处于一个封闭的容器内，无法判断电机上一次停止的位置，因此，需要首先对电机进行定位。现有的无传感器的永磁同步电机具有如图2所示的三相电压矢量坐标，其中，由d轴和q轴构建的坐标系为两相旋转坐标系，d轴与转子的方向一致,另外，N和S为转子的磁场，A、B和C为三相静止坐标系，α和β为两相静止坐标系，Θ为转子的角度。
[0030]进一步的，在本申请中，步骤101包括两种优选的实施方式，具体的:
[0031]在第一种实施方式中，在预设的定位时间Tl内，向d轴逐渐施加电流至电流达到稳定值I。其中，本领域技术人员可以根据实际需要对定位时间Tl进行设定，本申请仅以Tl取Is为例进行说明。进一步的，具体实施过程中，如图3所示，在Is内，通过向d轴施加呈线性变化的电流，使得电流逐渐增大到稳定值I。优选的，所述稳定值I大于等于IA且小于等于2A，例如，电流的稳定值I可以为1.5A。
[0032]在第二种实施方式中，在预设的加速时间TO内，向d轴逐渐施加电流至电流达到稳定值I，在加速时间TO之后的稳定时间T2内，保持电流处于所述稳定值I，其中，加速时间TO与稳定时间T2的和为定位时间Tl。优选的，稳定时间T2大于加速时间T0。其中，本领域技术人员可以根据实际需要对加速时间TO和稳定时间T2进行设定，本申请仅以TO取0.4s，T2取0.6s为例进行说明。进一步的，具体实施过程中，如图4所示，在0.4s内，通过向d轴施加呈线性变化的电流，使得电流逐渐增大到稳定值I，如1.5A，在接下来的0.6s内，维持电流处于1.5A。
[0033]另外，在步骤101中，也可以在预设的定位时间Tl内向d轴直接施加恒值电流，如，在Is内保持施加1.5A的电流。
[0034]在完成步骤101之后，执彳丁步骤102:在定位结束后，旋转d轴，以拖动电机加速到第一频率。
[0035]在具体实施过程中，当到达定位时间，则表明定位过程结束，例如，当时间达到Is时，则表明定位结束，开始执行步骤102。具体的，保持电流处于稳定值I，通过加速旋转d轴，使得电机的转子跟着d轴旋转，从而，实现拖动电机加速，最终，拖动电机加速到第一频率，其中，第一频率可以为400转/分钟。另外，第一频率与步骤104中速度闭环同步控制所采用的位置估算方法有关，若估算较低转速下的位置，则第一频率可以低于400转/分钟，反之，第一频率可以高于400转/分钟。进一步的，为防止压缩机没有润滑开，拖动时间通常为0.5s。
[0036]在完成步骤102之后，执彳丁步骤103:在拖动结束后，将d轴的电流转移到q轴。
[0037]在具体实施过程中，当电机加速到第一频率，将d轴的电流逐渐转移到q轴，从而使得d轴不再有电流，而q轴具有电流。优选的，将d轴的电流逐渐减小到0A，与此同时，逐渐增加q轴的电流。其中，q轴的电流通常小于2A，而转移时间通常为几十毫秒，例如，20ms。
[0038]在本申请中，通过将d轴的电流转移到q轴，延迟速度环，防止在电机还没有启动平稳时，速度环就开始工作，保证了电机能够具有连续、平滑的启动过程。
[0039]在完成步骤103之后，执行步骤104:在转移结束后，将控制方式切换至速度闭环同步控制。
[0040]在具体实施过程中，在转移结束后，切换至速度闭环同步控制，本领域技术人员可以根据实际所需对速度闭环同步控制的类型进行选择，本申请不做限定。其中，速度闭环同步控制是一类基于反电动势估计位置的控制方法。在本申请电机的启动过程中，先将电机拖动到一定频率，即转速，再执行现有的基于反电动势估计位置的控制方法，从而，有效的避免了 q轴启动过程中所出现的不连续、不平滑的情况。
[0041]在本申请中，步骤101为定位过程，步骤102为拖动过程，步骤103为电流转移过渡过程，步骤104为同步过程，而对应开环速度，如图3和图4所示，无论步骤101采用上述的第一种实施方式，还是第二种实施方式，电机均在启动阶段保持电流连续、平滑。
【权利要求】
1.永磁同步电机的启动方法，其特征在于，包括步骤: 电机上电，在预设的定位时间内，向d轴施加电流，从而实现电机转子的定位； 在定位结束后，旋转d轴，以拖动电机加速到第一频率； 在拖动结束后，将d轴的电流转移到q轴； 在转移结束后，将控制方式切换至速度闭环同步控制。
2.如权利要求1所述的永磁同步电机的启动方法，其特征在于，在预设的定位时间内，向d轴施加电流，具体为: 在所述定位时间内，向d轴逐渐施加电流至电流达到稳定值。
3.如权利要求1所述的永磁同步电机的启动方法，其特征在于，在预设的定位时间内，向d轴施加电流，具体包括: 在预设的加速时间内，向d轴逐渐施加电流至电流达到稳定值； 在所述加速时间之后的稳定时间内，保持电流处于所述稳定值，其中，所述加速时间与所述稳定时间的和为所述定位时间。
4.如权利要求3所述的永磁同步电机的启动方法，其特征在于，所述稳定时间大于所述加速时间。
5.如权利要求2或3所述的永磁同步电机的启动方法,其特征在于,旋转d轴，以拖动电机加速到第一频率，具体为: 保持电流处于所述稳定值，通过旋转d轴，使得电机的转子加速旋转到第一频率。
6.如权利要求2或3所述的永磁同步电机的启动方法，其特征在于，所述稳定值大于等于IA且小于等于2A。
7.如权利要求1所述的永磁同步电机的启动方法，其特征在于，所述第一频率为400转/分钟。
【文档编号】H02P21/00GK104242765SQ201410431250
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年8月28日 优先权日:2014年8月28日
【发明者】唐婷婷, 潘军, 赵鹏飞, 刘启武 申请人:四川长虹电器股份有限公司