一种电机启动速度闭环控制方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及电机控制技术，特别涉及永磁同步直流电机异步拖动结束切换到闭环 控制的方法。
【背景技术】
[0002] 传统的电机启动技术，一般包括定位、异步拖动、异步拖动到无位置传感器速度闭 环过渡和无位置传感器速度闭环控制技术。在定位和异步拖动阶段，电流环ACR闭环控制， 而速度环ASR开环控制，在异步拖动阶段，速度环虽然开环，但软件一直在检测电机位置和 速度，在异步拖动结束时，软件所检测的电机位置和速度虽然有一定的误差，但切换到闭环 控制时，一般能够顺利的实现电机的平滑过渡，顺利切换到闭环控制。
[0003] 在异步拖动结束后，切换到闭环控制时，传统的控制方法是，通过最大力矩控制获 得电机的q轴控制电流命令值I，和d轴控制电流命令值I/，即使在力矩不变的条件下，1/也 会迅速变化到一负值，随着Id*的减少，I，也会迅速减小，造成电机在重负荷的条件下启动 失败。
[0004] 专利"永磁同步直流无刷电机启动控制方法(CN201410508796)"所介绍的方法，采 用延时检测电机的转速方法进行控制，虽然可以提高所检测的电机转速精度，但是没有涉 及电机从异步拖动过渡到无位置传感器速度闭环控制方法，"一种电机启动控制方法 (CN201510129234)"虽然详细的介绍了电机的启动和异步拖动技术，也没有详细介绍切换 到速度闭环控制技术，"永磁无刷电机的启动方法(CN201410431250)"虽然较好的处理了 d/ q轴电流的转换，避免了在进入闭环瞬间，由于d轴电流不为0,而造成d轴电流向0甚至向负 值过渡时，q轴电流迅速降低造成启动问题，但还是存在d轴从0向负值变换的趋势和q轴电 流I，的降低，造成启动失败问题的发生。
[0005] 传统的最大力矩控制方法，所采用的公式是：
[0006] :⑴..
[0007] C2：)
[0008] 其中τ*为力矩命令值，Ιη*为上次电机d轴电流命令值，Ij为本次电机q轴电流命 令值，1/为本次电机d轴电流命令值，KZ为电机反电动势常数，L/为电机d轴电感，LJ为电机 q轴电感。KE'L/、Lq*为电机参数。由于L/〈Lq*，在τ*不变的条件下，当IdY不为0,并且Id-Λθ 时，由公式（1)可见，在IdY下降时，1，也降低，I，代入公式⑵可见，1/为负值(最大为0)， 下次循环时，1/为负值，代入(1)时，得到更小的ΙΛ造成1，迅速降低。为了避免Id-ΛΟ向负 值过渡时，1/突变，在异步拖动结束，切换到速度闭环控制时，常常采用对1/进行低通滤 波。但1/的降低造成I，的减小，会造成异步拖动切换到速度环闭环控制时启动失败问题的 发生。
【发明内容】
[0009] 本发明提供一种电机启动速度闭环控制方法，用于解决重负荷的条件下启动失败 的问题。
[0010] 本发明解决其技术问题，采用的技术方案是，一种电机启动速度闭环控制方法，包 括定位阶段、异步拖动阶段、异步拖动到无位置传感器速度闭环过渡阶段和无位置传感器 速度闭环控制阶段，其特征在于，在无位置传感器速度闭环过渡阶段，控制d轴电流命令值 l/ = 0，q轴电流命令值1<；按照最大力矩控制或者PI调节控制确定。
[0011]具体地，在异步拖动阶段，按照1/=1(^(308( γ γ )进行控制电机 d/q轴电流命令值，其中Id_f为定位目标电流，异步拖动角度γ取值从0逐渐增大到异步拖 动目标角度γ d，γ d为90°，控制1/从l/=IdV到1/ = 0变化，I,为电机q轴电流命令值，1/ 为电机d轴电流命令值。
[0012]具体地，在异步拖动阶段和无位置传感器速度闭环过渡阶段，对电机转子的角度 Θ:和转子转速&进行推定，在闭环控制阶段，闭环控制电机转子速度和角度采用所推定的电 机转子的角度θι和转子转速fi，l/与IJ则恢复到常规的最大力矩控制或者弱磁控制，控制 电机的运行。
[0013]具体地，在定位阶段，令Iqr； = 〇，n为自然数，1/在Το时间内，从0逐渐增大到定位目 * / 标电流Ιο?, = :，Id〇 = 0，电机运行频率fo = 0，同时定位电流矢量与固定坐标 h 轴α轴之间的夹角为θ〇，Το>0,之后停gTi时间，维持当前状态不变，迫使电机转子转到当前 电流矢量的位置，Ti 20。
[0014] 具体地，在异步拖动阶段，在T2时间内，维持电流矢量的大小不变，电流矢量以异 步拖动频率f从f = 〇到f = fn按逆时针方向旋转，〇〈fn〈 = fd，其中fd为异步拖动目标频率， f γ, 乂 =/?--ι ，f〇 = 〇,异步拖动角度 Υ 从 〇。变化到 Yd，yd 为 9〇?. = +F，丫。= 0， 异步拖动电流Idn*=Id_B*cos( γη)，Iqn*=Id_B*sin( γη)。
[0015] 具体地，在异步拖动到无位置传感器速度闭环过渡阶段，在T3时间内固定d轴电流 命令值1/ = 0,而q轴电流命令值IJ按照最大力矩控制公式确定或者PI调节控制确定，T3>0。
[0016] 具体地，最大力矩控制公式为
[0017]
[0018]
[0019]其中f为力矩命令值，IdY为上次电机d轴电流命令值，1^为本次电机q轴电流命 令值，1/为本次电机d轴电流命令值，C为电机反电动势常数，L/为电机d轴电感，L，为电机 q轴电感，Ke'LAL，为电机参数。
[0020]本发明的有益效果是，通过上述一种电机启动速度闭环控制方法，能够在电机负 荷重的条件下，特别是在冰箱电机背压启动的条件下，成功启动电机的运行，克服传统控制 技术不能实现背压启动的技术问题，实现冰箱背压启动。
【附图说明】
[0021 ]图1为固定坐标系αβ坐标系和随电机转子运转的旋转d/q坐标系变量示意图。
【具体实施方式】
[0022]本发明解决其技术问题，采用的技术方案是，在定位阶段，令1</ = 0,其中下标η为 自然数，下同。1/在To时间内，从0逐渐增大到定位目标电流Id_B%
Id0 = 〇,电机运行频率fo = 〇,同时定位电流矢量与固定坐标轴α轴之间的夹角为θ〇，Το>0,之后停 留!^时间，维持当前状态不变，迫使电机转子转到当前电