一種永磁同步電機的啟動方法和系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于電機控制領域，尤其設及一種永磁同步電機的啟動方法和系統。
【背景技術】
[0002] 永磁同步電機控制方法都需要轉子的位置信息，對轉子位置的檢測可W采用外加 位置編碼器或反向電動勢檢測方法，后者取消了硬件位置傳感器，采用軟件算法，通過采集 馬達線圈電流，電壓等信息計算出轉子的位置。但是在電機啟動前，由于沒有反向電動勢， 因而無法獲取轉子位置信息，導致對永磁同步電機的后續控制無從進行。現有技術中，慣用 的方法是采用強制拖動的啟動方式，即在馬達定子線圈中施加預定的電流，產生旋轉磁場， 拖動轉子W-定的速度轉動起來（此階段稱為開環運行階段），并根據產生的反向電動勢 度EM巧計算出轉子位置，然后可W開始對永磁同步電機正常控制（此階段稱為閉環運行階 段）。然而，由于現有技術中永磁同步電機的開環轉閉環運行階段過程中所采用算法，效果 并不理想，使得電機的啟動過程震顫強烈，魯棒性較低。
【發明內容】
[0003] 本發明實施例的目的在于提供一種永磁同步電機的啟動方法和系統，旨在解決現 有技術中永磁同步電機的開環轉閉環運行階段過程中所采用算法，效果并不理想，使得電 機的啟動過程震顫強烈，魯棒性較低的問題。
[0004] 本發明實施例是運樣實現的，一種永磁同步電機的啟動方法，該方法包括按順序 執行W下步驟： 陽0化]Sioi、在靜止坐標系中，通過在磁感線圈中施加一預定電流，使該預定電流產生的 磁場帶動轉子旋轉到一預定位置；
[0006] S102、建立一啟動坐標系，使所述啟動坐標系相對靜止坐標系a-0的參考角度 為 陽007] S103、在啟動坐標系中設定一固定啟動電流矢量厲!，使永磁同步電機啟動，讓啟 動坐標系W預定角速度《旋轉，啟動電流矢量反I因此也W角速度《旋轉，使得轉子被所 述啟動電流矢量所產生的磁場帶動旋轉；
[0008] S104、實時檢測轉子旋轉過程中永磁同步電機的反向電動勢，并根據檢測到的反 向電動勢，計算轉子在靜止坐標系中的位置，從而確定轉子坐標系相對靜止坐標系的參考 角度0dq;
[0009] S105、當實時檢測模塊檢測到的反向電動勢到達預設閥值，將永磁同步電機的控 制量和反饋量均從啟動坐標系中轉換到轉子坐標系中；
[0010] S106、終止永磁同步電機的啟動過程，并進入對永磁同步電機的正常控制階段，使 所述對永磁同步電機的正常控制階段在轉子坐標系中進行。
[0011] 優選的，所述步驟S105中的控制量包括啟動電流矢量，所述啟動電流矢量反t'在 轉子坐標系中的電流方程為：
陽01引其中，Ist_x和Ist_y為啟動電流矢量技i.在啟動坐標系X-Y的啟動X軸和啟動y 軸上對應的兩個分量，Id_st和Iq_st分別為啟動電流矢量在轉子坐標系的d軸和q軸 上對應的兩個分量。
[0014] 本發明還提供一種永磁同步電機的啟動系統，該系統包括：
[0015] 初始位置確定模塊，用于在靜止坐標系中，通過在磁感線圈中施加一預定電流，使 該預定電流產生的磁場帶動轉子旋轉到一預定位置；
[0016] 啟動坐標建立模塊，用于建立一啟動坐標系，使所述啟動坐標系相對靜止坐標系 的參考角度為0St;
[0017]啟動電流設定模塊，用于在啟動坐標系中設定一固定啟動電流矢量/.si.，使永磁同 步電機啟動，讓啟動坐標系W預定角速度《旋轉，啟動電流矢量朽？罔此也W角速度《旋 轉，使得轉子被所述啟動電流矢量反？所產生的磁場帶動旋轉；
[001引實時檢測模塊，用于實時檢測轉子旋轉過程中永磁同步電機的反向電動勢，并根 據檢測到的反向電動勢，計算轉子在靜止坐標系中的位置，從而確定轉子坐標系相對靜止 坐標系的參考角度0dq;
[0019] 坐標轉換模塊，用于當實時檢測模塊檢測到的反向電動勢到達預設閥值，將永磁 同步電機的控制量和反饋量均從啟動坐標系中轉換到轉子坐標系中；
[0020] 啟動程序終止模塊，用于終止永磁同步電機的啟動過程，并進入對永磁同步電機 的正常控制階段，使所述對永磁同步電機的正常控制階段在轉子坐標系中進行。 陽021] 優選的，所述坐標轉換模塊包括坐標計算單元，用于對永磁同步電機的控制量和 反饋量進行從啟動坐標系中轉換到轉子坐標系中的坐標轉換計算。
[0022] 本發明實施例與現有技術相比，有益效果在于：通過在永磁同步電機的啟動過程 中，在其原有的靜止坐標系和轉子坐標系的基礎上額外增加一個啟動坐標系，并在啟動坐 標系中設定一啟動電流矢量，并使所述啟動坐標系和啟動電流矢量W預定角速度旋轉，解 決了永磁同步電機的開環運行階段過渡到閉環運行階段時電流和轉子速度的跳動問題，使 永磁同步電機的啟動過程能夠平滑自然地進行。同時，當電機啟動參數和負載的發生明顯 變化時，利用本發明所提供的方法和系統來控制永磁同步電機啟動，并不會對永磁同步電 機啟動的平滑性產生影響，本發明提供的方法和系統具有較強的魯棒性，適于大量推廣和 使用。
【附圖說明】
[0023]圖1是本發明實施例提供的永磁同步電機的啟動電流矢量的空間矢量圖；
[0024] 圖2是本發明實施例提供的永磁同步電機的啟動算法的流程框圖；
[0025] 圖3是本發明實施例提供的永磁同步電機的啟動系統的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0026] 為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，W下結合附圖及實施例，對 本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用W解釋本發明，并 不用于限定本發明。
[0027] 如圖1所示，本發明提供的永磁同步電機的啟動方法，包括立個正交巧0°夾角） 坐標系，其中，所述靜止坐標系中，a軸表示橫軸，0軸表示縱軸，a軸與永磁同步電機定 子的任一項對齊；所述啟動坐標系中，啟動X軸表示橫軸，啟動y軸表示縱軸；所述轉子坐 標系中，d軸表示橫軸，q軸表示縱軸，d軸與永磁同步電機的轉子的磁通方向對齊。
[002引如圖2所示，所述永磁同步電機的啟動方法包括按順序執行W下步驟：
[0029] SlOl、在靜止坐標系中，通過在磁感線圈中施加一預定電流，使該預定電流產生的 磁場帶動轉子旋轉到一預定位置；
[0030] S102、建立一啟動坐標系，使所述啟動坐標系相對靜止坐標系的參考角度為0gt;
[0031] S103、在啟動坐標系中設定一固定啟動電流矢量岳i，使永磁同步電機啟動，讓啟 動坐標系W預定角速度《旋轉，啟動電流矢量反^因此也W角速度《旋轉，使得轉子被所 述啟動電流矢量忘所產生的磁場帶動旋轉；
[0032] S104、實時檢測轉子旋轉過程中永磁同步電機的反向電動勢，并根據檢測到的反 向電動勢，計算轉子在靜止坐標系中的位置，從而確定轉子坐標系相對靜止坐標系的參考 角度0dq;
[0033] S105、當實時檢測模塊檢測到的反向電動勢到達預設閥值，將永磁同步電機的控 制量和反饋量均從啟動坐標系中轉換到轉子坐標系中；
[0034]S106、終止永磁同步電機的啟動過程，并進入對永磁同步電機的正常控制階段，使 所述對永磁同步電機的正常控制階段在轉子坐標系中進行。 陽035] 在一優選實施例中，所述步驟S105中的控制量包括啟動電流矢量反所述啟動 電流矢量岳i在轉子坐標系中的電流方程為：
陽037] 其中，Ist_x和Ist_y為啟動電流矢量啟動坐標系的啟動X軸和啟動y軸上 對應的兩個分量，W_st和Iq_st分別為啟動電流矢量在轉子坐標系的d軸和q軸上對 應的兩個分量。