一种永磁辅助同步磁阻电机转子初始n/s极精确辨识方法

文档序号:8530136阅读:791来源:国知局
一种永磁辅助同步磁阻电机转子初始n/s极精确辨识方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种同步电机检测技术领域,具体涉及一种永磁辅助同步磁阻电机转 子初始N/S极精确辨识方法。
【背景技术】
[0002] 同步磁阻电机完全依靠d、q轴磁路的磁阻差异来产生转矩。因转子上不存在导 条,故不存在任何电磁损耗,相较于感应电机具有更高的效率和更低的稳定运行温度。通过 对同步磁阻电机转子磁障的最优设计,最大化磁阻转矩,已可做到优于感应电机的转矩密 度。目前,制约同步磁阻电机广泛应用的问题主要是功率因数偏低,需要搭配大容量变频器 进行驱动。而永磁辅助同步磁阻电机通过在原有同步磁阻电机转子磁障内合理添加磁钢能 有效提高功率因数,与此同时,伴随磁钢带来的一部分永磁转矩,也将进一步增大同步磁阻 电机转矩密度。因此,永磁辅助同步磁阻电机的多方面优点使其具备有极其广阔的市场前 景。
[0003] 永磁辅助同步磁阻电机的驱动系统与永磁同步电机完全一致,控制方式也大体相 同。在永磁同步电机驱动系统中,电机转子位置的检测与初始定位是系统运行的基本条件, 也是矢量控制的必要前提。为此,现有技术提供了一种永磁同步电机转子初始N/S极辨识 方法,通过向电机绕组施加不同空间角且幅值相等的电压矢量,检测电压矢量分别对应的 电流矢量增量值,当电压空间矢量越接近转子N极时,由于定子铁心的饱和特性,增磁方向 上响应电流矢量增量也越大,因而可通过检测电流响应增量值来获取转子N/S极信息。现 有专利技术提供永磁同步电机转子初始N/S极辨识方法通常为得到更精确的转子位置会 针对上述方法进行进一步的创新和改进,但基本原理是一致的。
[0004] 然而,上述永磁同步电机的转子初始N/S极辨识方法并不适用于永磁辅助同步磁 阻电机。区别于以永磁磁场为主磁场的永磁同步电机,永磁辅助同步磁阻电机内的永磁磁 场只起辅助作用,主励磁磁场为电枢绕组磁场的d轴分量。辨识转子N/S极(即±d轴) 时,去磁方向电压矢量将改变原磁场路径,导致去磁方向电流响应增量值大于增磁方向的 电流响应增量值,造成将实际为N极的位置辨识成了S极的误会。
[0005] 而对于永磁辅助同步磁阻电机来说,即使N/S极位置辨识反,电机也能正常起动 和工作,只是此时磁钢将完全起反作用,客户使用过程中将会出现电流增大,功率因数偏 低,超速或过载能力差等现象,最终可能导致停机故障,非专业用户通常难以察觉。
[0006] 综上,很有必要针对永磁辅助同步磁阻电机提出一种专用转子初始N/S极精确辨 识方法。

【发明内容】

[0007] 针对现有磁极检测技术无法精确辨识永磁辅助同步磁阻电机转子初始N/S极位 置的问题,本发明的目的在于提供一种永磁辅助同步磁阻电机转子初始N/S极精确辨识方 法。
[0008] 为了达到上述目的,本发明采用如下技术方案:
[0009] -种永磁辅助同步磁阻电机转子初始N/S极精确辨识方法,该辨识方法通过向定 子绕组施加均匀分布于一个电周期内的幅值相等、持续相同预设时间的电压矢量,检测响 应d、q电流增量大小,继而再利用永磁辅助同步磁阻电机增去磁回路的特殊性分辨出磁钢 磁极的极性,从而确定转子初始位置。
[0010] 进一步的,所述辨识方法首先,将永磁辅助同步磁阻电机的一个电周期k等分,k 必须大于等于8 ;假定-d轴在等分线上,假定-q轴在超前假定-d轴90°电角度的位置上; 同时向各等分线上施加幅值相等、持续相同预设时间的电压矢量,采样至少两相绕组电流, 进行park变换得到假定-d轴上预设时间内电流响应增量,此电流增量值越大,假定-d轴 与真实S极越接近,用于初步辨识转子初始N/S极;
[0011] 然后,进行精确细分,给绕组同样施加幅值相等、持续相同预设时间的电压矢量, 重述上述流程,计算假定-d轴预设时间内电流增量和假定-q轴预设时间内电流增量,两者 差值越大,则所对应的-d轴与真实S极越接近,用于精确辨识转子初始N/S极。
[0012] 再进一步的,所述辨识方法具体包括如下步骤:
[0013] 步骤1 :将永磁辅助同步磁阻电机的一个电周期k等分,k必须大于等于8,A0。= 360° /k。假定-d轴在等分线上,假定-q轴在超前假定-d轴90°电角度的位置上;同时 向各等分线上施加幅值相等、持续相同预设时间的电压矢量,采样至少两相绕组电流,进行 park变换得到假定-d轴上预设时间内电流增量Aid,对比各电压矢量对应得到的假定-d 轴电流响应增量Aid,提取最大的电流增量Aid所对应电压矢量位置0i为真实-d轴(S 极)粗略位置;
[0014]步骤2:由步骤1获得真实-d轴(S极)粗略位置0 :,在与0 :位置偏差土A0。/2 电角度的两个位置分别施加同步骤1的电压矢量,假定-d轴在该位置上,假定_q轴在超前 假定-d轴90°电角度的位置上。采样至少两相绕组电流,进行park变换得到假定-d轴预 设时间内电流增量Aidl和假定-q轴预设时间内电流增量Aiql,比较Aidl-Aiql,提取得 到Aidl-Aiql更大值的电压矢量位置0 2为真实-d轴(S极)更接近位置;
[0015] 步骤3:重复执行步骤2,直到得到更精确的真实-d轴(S极)位置吣为止,对 0 180°电角度得到转子真实初始d轴(N极)位置0 f。
[0016] 进一步的,所述永磁辅助同步磁阻电机转子具有两层或两层以上磁障,且两层或 两层以上依次相邻的磁障内嵌入磁钢,磁钢所处各层磁障内位置相对一致。
[0017] 采用本发明方法,解决了现有磁极检测技术应用于永磁辅助同步磁阻电机上将会 发生N/S极检测反的误会。同时,本发明方法也从侧面反映永磁辅助同步磁阻电机的控制 需要搭配具有专用软件的变频器使用,采用传统永磁同步电机变频器将必然产生一些不必 要的麻烦。
[0018] 另外,这种初始N/S极辨识方法经过多次测试,误差能控制在非常小的范围内,为 永磁辅助同步磁阻电机的高效正常运行提供了保障,进一步得排除了永磁辅助同步磁阻电 机大量投向市场的障碍。
【附图说明】
[0019] 以下结合附图和【具体实施方式】来进一步说明本发明。
[0020] 图1是本发明辨识步骤流程图。
[0021] 图2是本
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