一种永磁同步电机的启动方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电机控制领域，尤其设及一种永磁同步电机的启动方法和系统。
【背景技术】
[0002] 永磁同步电机控制方法都需要转子的位置信息，对转子位置的检测可W采用外加 位置编码器或反向电动势检测方法，后者取消了硬件位置传感器，采用软件算法，通过采集 马达线圈电流，电压等信息计算出转子的位置。但是在电机启动前，由于没有反向电动势， 因而无法获取转子位置信息，导致对永磁同步电机的后续控制无从进行。现有技术中，惯用 的方法是采用强制拖动的启动方式，即在马达定子线圈中施加预定的电流，产生旋转磁场， 拖动转子W-定的速度转动起来（此阶段称为开环运行阶段），并根据产生的反向电动势 度EM巧计算出转子位置，然后可W开始对永磁同步电机正常控制（此阶段称为闭环运行阶 段）。然而，由于现有技术中永磁同步电机的开环转闭环运行阶段过程中所采用算法，效果 并不理想，使得电机的启动过程震颤强烈，鲁棒性较低。
【发明内容】
[0003] 本发明实施例的目的在于提供一种永磁同步电机的启动方法和系统，旨在解决现 有技术中永磁同步电机的开环转闭环运行阶段过程中所采用算法，效果并不理想，使得电 机的启动过程震颤强烈，鲁棒性较低的问题。
[0004] 本发明实施例是运样实现的，一种永磁同步电机的启动方法，该方法包括按顺序 执行W下步骤： 阳0化]Sioi、在静止坐标系中，通过在磁感线圈中施加一预定电流，使该预定电流产生的 磁场带动转子旋转到一预定位置；
[0006] S102、建立一启动坐标系，使所述启动坐标系相对静止坐标系a-0的参考角度 为 阳007] S103、在启动坐标系中设定一固定启动电流矢量厉!，使永磁同步电机启动，让启 动坐标系W预定角速度《旋转，启动电流矢量反I因此也W角速度《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；
[0008] S104、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0dq;
[0009] S105、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；
[0010] S106、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。
[0011] 优选的，所述步骤S105中的控制量包括启动电流矢量，所述启动电流矢量反t'在 转子坐标系中的电流方程为：
阳01引其中，Ist_x和Ist_y为启动电流矢量技i.在启动坐标系X-Y的启动X轴和启动y 轴上对应的两个分量，Id_st和Iq_st分别为启动电流矢量在转子坐标系的d轴和q轴 上对应的两个分量。
[0014] 本发明还提供一种永磁同步电机的启动系统，该系统包括：
[0015] 初始位置确定模块，用于在静止坐标系中，通过在磁感线圈中施加一预定电流，使 该预定电流产生的磁场带动转子旋转到一预定位置；
[0016] 启动坐标建立模块，用于建立一启动坐标系，使所述启动坐标系相对静止坐标系 的参考角度为0St;
[0017]启动电流设定模块，用于在启动坐标系中设定一固定启动电流矢量/.si.，使永磁同 步电机启动，让启动坐标系W预定角速度《旋转，启动电流矢量朽？罔此也W角速度《旋 转，使得转子被所述启动电流矢量反？所产生的磁场带动旋转；
[001引实时检测模块，用于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0dq;
[0019] 坐标转换模块，用于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；
[0020] 启动程序终止模块，用于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。 阳021] 优选的，所述坐标转换模块包括坐标计算单元，用于对永磁同步电机的控制量和 反馈量进行从启动坐标系中转换到转子坐标系中的坐标转换计算。
[0022] 本发明实施例与现有技术相比，有益效果在于：通过在永磁同步电机的启动过程 中，在其原有的静止坐标系和转子坐标系的基础上额外增加一个启动坐标系，并在启动坐 标系中设定一启动电流矢量，并使所述启动坐标系和启动电流矢量W预定角速度旋转，解 决了永磁同步电机的开环运行阶段过渡到闭环运行阶段时电流和转子速度的跳动问题，使 永磁同步电机的启动过程能够平滑自然地进行。同时，当电机启动参数和负载的发生明显 变化时，利用本发明所提供的方法和系统来控制永磁同步电机启动，并不会对永磁同步电 机启动的平滑性产生影响，本发明提供的方法和系统具有较强的鲁棒性，适于大量推广和 使用。
【附图说明】
[0023]图1是本发明实施例提供的永磁同步电机的启动电流矢量的空间矢量图；
[0024] 图2是本发明实施例提供的永磁同步电机的启动算法的流程框图；
[0025] 图3是本发明实施例提供的永磁同步电机的启动系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0026] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，W下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用W解释本发明，并 不用于限定本发明。
[0027] 如图1所示，本发明提供的永磁同步电机的启动方法，包括立个正交巧0°夹角） 坐标系，其中，所述静止坐标系中，a轴表示横轴，0轴表示纵轴，a轴与永磁同步电机定 子的任一项对齐；所述启动坐标系中，启动X轴表示横轴，启动y轴表示纵轴；所述转子坐 标系中，d轴表示横轴，q轴表示纵轴，d轴与永磁同步电机的转子的磁通方向对齐。
[002引如图2所示，所述永磁同步电机的启动方法包括按顺序执行W下步骤：
[0029] SlOl、在静止坐标系中，通过在磁感线圈中施加一预定电流，使该预定电流产生的 磁场带动转子旋转到一预定位置；
[0030] S102、建立一启动坐标系，使所述启动坐标系相对静止坐标系的参考角度为0gt;
[0031] S103、在启动坐标系中设定一固定启动电流矢量岳i，使永磁同步电机启动，让启 动坐标系W预定角速度《旋转，启动电流矢量反^因此也W角速度《旋转，使得转子被所 述启动电流矢量忘所产生的磁场带动旋转；
[0032] S104、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0dq;
[0033] S105、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；
[0034]S106、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。 阳035] 在一优选实施例中，所述步骤S105中的控制量包括启动电流矢量反所述启动 电流矢量岳i在转子坐标系中的电流方程为：
阳037] 其中，Ist_x和Ist_y为启动电流矢量启动坐标系的启动X轴和启动y轴上 对应的两个分量，W_st和Iq_st分别为启动电流矢量在转子坐标系的d轴和q轴上对 应的两个分量。