永磁同步电机转子初始位置角获取方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种永磁同步电机转子初始位置角获取方法及装置，包括：对采集到的三相电流ia、ib和ic进行等量变换，获得两相αβ坐标系下的电流ialfa和ibeta；获取当前的α轴参考电流ialfa_ref和β轴参考电流ibeta_ref，通过PI控制获得α轴参考电压ualfa_ref和β轴参考电压ubeta_ref，按步长更新α轴参考电流ialfa_ref；根据当前的所述α轴参考电压ualfa_ref和所述β轴参考电压ubeta_ref，获得PWM控制信号，对所述永磁同步电机进行驱动；再次执行前述步骤，直至检测到所述电机停止旋转；采集当前的位置角和电机停止旋转前一时刻的旋转方向，获得所述初始位置角。通过本发明的方法及装置，能够准确地获取电机转子的初始位置角，提高电机控制的准确性和可靠性。
【专利说明】永磁同步电机转子初始位置角获取方法及装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及永磁同步电机系统控制领域，尤其涉及一种永磁同步电机转子初始位置角获取方法及装置。
【背景技术】
[0002]为了电动汽车能够安全可靠运行，需要对车用的电机进行高精度、高动态性能的控制。具体的，永磁同步电机转子位置信号的准确性是实现永磁同步电机进行磁场定向矢量控制的必要因素。如果电机转子初始位置定位不准确，将会导致电机不能高速、安全运行甚至无法正常启动。因此，如何准确获取永磁同步电机转子的初始位置角，成为亟待解决的问题。
【发明内容】
[0003]本发明提供一种永磁同步电机转子初始位置角获取方法及装置，用于准确获取永磁同步电机转子的初始位置角。
[0004]本发明的第一个方面是提供一种永磁同步电机转子初始位置角获取方法，包括:
[0005]采集三相逆变器当前用于驱动永磁同步电机的三相电流ia、ib和i。，对所述三相电流ia、ib和i。进行等量变换，获得两相α β坐标系下的电流ialfa和ibe;ta ；
[0006]获取当前的α轴参考电流ialfa ,ef和β轴参考电流ibeta ,ef，对所述ialfa和所述Iaifajef的差值信号进行alfa相电流PI控制，获得当前的α轴参考电压ualfa Mf，对所述ibrta和所述ibrta—μ的差值信号进行beta相电流PI控制，获得当前的β轴参考电压Ubrta ，并按预设的步长，更新当前的所述α轴参考电流ialfa—% ;
[0007]根据当前的所述α轴参考电压Ualfa ref和所述β轴参考电压Ubeta Mf，获得并向所述三相逆变器发送当前的脉宽调制PWM控制信号，所述PWM控制信号用于所述三相逆变器根据所述PWM控制信号对所述永磁同步电机进行驱动；
[0008]再次执行所述采集三相逆变器当前用于驱动永磁同步电机的三相电流ia、ib和的步骤，直至检测到所述永磁同步电机在所述三相逆变器的驱动下停止旋转；
[0009]采集所述永磁同步电机当前的位置角和所述永磁同步电机在停止旋转的前一时刻的旋转方向，并根据所述位置角和所述旋转方向，确定所述永磁同步电机转子的初始位置角。
[0010]本发明的另一个方面是提供一种永磁同步电机转子初始位置角获取装置，包括:
[0011]采样模块，用于采集三相逆变器当前用于驱动永磁同步电机的三相电流ia、ib和
ic ；
[0012]变换模块，用于对所述三相电流ia、ib和i。进行等量变换，获得两相α β坐标系下的电流Iaifa和Ibeta ;
[0013]获取模块,用于获取当前的Ct轴参考电流ialfa ,ef和β轴参考电流ibeta ref ;
[0014]第一 PI控制模块，用于对所述ialfa和所述ialfa 的差值信号进行alfa相电流PI控制，获得当前的α轴参考电压Ualfa ;
[0015]第二 PI控制模块，用于对所述ibrta和所述ibrta 的差值信号进行beta相电流PI控制，获得当前的β轴参考电压Ubrta μ ;
[0016]更新模块，用于按预设的步长，更新当前的所述α轴参考电流ialfa ；
[0017]处理模块，用于根据当前的所述α轴参考电压Ualfa μ和所述β轴参考电压Ubrtaref,获得并向所述三相逆变器发送当前的PWM控制信号，所述PWM控制信号用于所述三相逆变器根据所述PWM控制信号对所述永磁同步电机进行驱动；
[0018]所述处理模块，还用于指示所述采样模块再次执行所述采集三相逆变器当前用于驱动永磁同步电机的三相电流ia、ib和i。的步骤，直至检测到所述永磁同步电机在所述三相逆变器的驱动下停止旋转；
[0019]所述采样模块，还用于采集所述永磁同步电机当前的位置角和所述永磁同步电机在停止旋转的前一时刻的旋转方向；
[0020]所述处理模块，还用于根据所述位置角和所述旋转方向，确定所述永磁同步电机转子的初始位置角。
[0021]本发明提供的永磁同步电机转子初始位置角获取方法及装置，通过对采集到的三相电流进行等量变换，获得电流1&和ibrta，并基于当前的α轴参考电流ialfa—%和β轴参考电流ib6ta—ref，通过进行PI控制获得当前的Ualf一和Ubeta—Mf,按预设的步长更新ialfa—
后，根据所述Ualfa 和Ubrta Mf，获得用于驱动电机的PWM控制信号,之后再次前述步骤，直至检测到所述永磁同步电机在所述三相逆变器的驱动下停止旋转，进而根据电机当前的位置角和电机停止旋转前的旋转方向，确定所述永磁同步电机转子的初始位置角的技术方案，能够准确地获取永磁同步电机转子的初始位置角，从而提高电机控制的准确性和可靠性。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1为本发明实施例一提供的永磁同步电机转子初始位置角获取方法的流程示意图；
[0023]图2为本发明实施例二提供的永磁同步电机转子初始位置角获取装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0024]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0025]图1为本发明实施例一提供的永磁同步电机转子初始位置角获取方法的流程示意图，如图1所示，所述方法包括:
[0026]101、采集三相逆变器当前用于驱动永磁同步电机的三相电流ia、ib和i。，对所述三相电流ia、ib和i。进行等量变换，获得两相α β坐标系下的电流1&和ibeta。
[0027]在三相ABC坐标系，永磁同步电机定子电流表达式为:
【权利要求】
1.一种永磁同步电机转子初始位置角获取方法，其特征在于，包括: 采集三相逆变器当前用于驱动永磁同步电机的三相电流ia、ib和i。，对所述三相电流ia> ib和i。进行等量变换，获得两相α β坐标系下的电流ialfa和ibe;ta ； 获取当前的α轴参考电流ialfa Mf和β轴参考电流ibrta Mf，对所述i—和所述iaifa—μ的差值信号进行alfa相电流PI控制，获得当前的α轴参考电压Ualfa ，对所述ibrta和所述ibrta—μ的差值信号进行beta相电流PI控制，获得当前的β轴参考电压Ubrta Mf，并按预设的步长，更新当前的所述α轴参考电流ialfa—% ; 根据当前的所述α轴参考电压Ualfa ref和所述β轴参考电压Ubrta Mf，获得并向所述三相逆变器发送当前的脉宽调制PWM控制信号，所述PWM控制信号用于所述三相逆变器根据所述PWM控制信号对所述永磁同步电机进行驱动； 再次执行所述采集三相逆变器当前用于驱动永磁同步电机的三相电流ia、ib和i。的步骤，直至检测到所述永磁同步电机在所述三相逆变器的驱动下停止旋转； 采集所述永磁同步电机当前的位置角和所述永磁同步电机在停止旋转的前一时刻的旋转方向，并根据所述位置角和所述旋转方向，确定所述永磁同步电机转子的初始位置角。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述三相电流i。进行等量变换，获得两相α β坐标系下的电流1&和ibrta，具体包括: 对所述三相电流ia、ib和i。进行CLARKE变换，获得两相α β坐标系下的所述电流ialfa矛口 ^beta °
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据当前的所述α轴参考电压Ualfa 和所述β轴参考电压Ubrta ref，获得当前的PWM控制信号，具体包括: 根据所述Ualfa μ和所述Ubrta Mf，通过进行空间矢量脉宽调制SVPWM运算，获得所述PWM控制信号。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述获取当前的α轴参考电流1_—μ和β轴参考电流ibeta—Mf，具体包括: 确定初始α轴参考电流ialfa—Mf(l和初始β轴参考电流ibrta—MfQ; 将所述初始α轴参考电流ialfa Mf(l作为当前的α轴参考电流ialfa ，将所述初始β轴参考电流ibeta—μ。作为当前的β轴参考电流ibrta—Mf。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述确定初始α轴参考电流ialfaMf(l和初始β轴参考电流ibrta—Mf(i，具体包括: 将预设的电流值分别作为所述初始α轴参考电流ialfa raf(l和初始β轴参考电流ibe;ta—refO °
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述确定初始α轴参考电流ialfaMf(l和初始β轴参考电流ibrta—Mf(i，具体包括: 通过响应整车油门信号，获得驱动电流信号； 根据所述驱动电流信号，确定所述初始α轴参考电流ialfa—mo和所述初始β轴参考电A丨L ^beta refO °
7.—种永磁同步电机转子初始位置角获取装置，其特征在于，包括: 采样模块，用于采集三相逆变器当前用于驱动永磁同步电机的三相电流ia、ib和； 变换模块，用于对所述三相电流ia、ib和i。进行等量变换，获得两相α β坐标系下的电流 Iaifa 和 Ibeta ; 获取模块，用于获取当前的α轴参考电流ialfa raf和β轴参考电流ibe;ta—; 第一 PI控制模块，用于对所述ialfa和所述ialfa—的差值信号进行alfa相电流PI控制，获得当前的α轴参考电压Ualfa ; 第二 PI控制模块，用于对所述ibrta和所述ibrta—的差值信号进行beta相电流PI控制，获得当前的β轴参考电压Ubrta μ ; 更新模块，用于按预设的步长，更新当前的所述α轴参考电流ialfa—; 处理模块，用于根据当前的所述α轴参考电压Ualfa μ和所述β轴参考电压ubrta Mf，获得并向所述三相逆变器发送当前的PWM控制信号，所述PWM控制信号用于所述三相逆变器根据所述PWM控制信号对所述永磁同步电机进行驱动； 所述处理模块，还用于指示所述采样模块再次执行所述采集三相逆变器当前用于驱动永磁同步电机的三相电流ia、ib和i。的步骤，直至检测到所述永磁同步电机在所述三相逆变器的驱动下停止旋转； 所述采样模块，还用于采集所述永磁同步电机当前的位置角和所述永磁同步电机在停止旋转的前一时刻的旋转方向； 所述处理模块，还用于根据所述位置角和所述旋转方向，确定所述永磁同步电机转子的初始位置角。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于， 所述变换模块，具体用于对所述三相电流ia、ib和i。进行CLARKE变换，获得两相α β坐标系下的所述电流1抱和ibrta。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于， 所述处理模块，具体用于根据所述Ualfa %和所述Ubrta Mf，通过进行空间矢量脉宽调制SVPWM运算，获得所述PWM控制信号。
10.根据权利要求7-9中任一项所述的装置，其特征在于， 所述获取模块，具体用于确定初始α轴参考电流ialfa Mf(l和初始β轴参考电流ibe;ta—refO ; 所述获取模块，还具体用于将所述初始α轴参考电流ialfa Mf(l作为当前的α轴参考电流iaifa—μ，将所述初始β轴参考电流ibrta—?κι作为当前的β轴参考电流ibeta—Mf。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于， 所述获取模块，具体用于将预设的电流值分别作为所述初始α轴参考电流ialfa—mo和初始β轴参考电流
ibeta—refO °
12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述获取模块包括: 响应单元，用于通过响应整车油门信号，获得驱动电流信号； 处理单元，用于根据所述驱动电流信号，确定所述初始α轴参考电流ialfa—所述初始β轴参考电流
ibeta—refO °
【文档编号】H02P21/14GK104022714SQ201410280285
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年6月20日 优先权日:2014年6月20日
【发明者】赵艳, 林利 申请人:上海中科深江电动车辆有限公司