[0038] 在一優選實施例中，所述步驟e中的反饋量包括永磁同步電機的啟動電壓U、磁鏈 4和轉矩T，其中，
[0039] 所述電壓U在轉子坐標系中的電壓方程為：
[0041] 其中，氏為定子電阻，Ud、Uq分別為電壓U在轉子坐標系中的d軸電壓和q軸電壓， Ld、Lq分別為永磁同步電機在轉子坐標系中的d軸電感和q軸電感，CO。為電角速度，4。和 4d分別為永磁同步電機在轉子坐標系中的d軸磁鏈和q軸磁鏈。
[0042] 所述磁鏈4在轉子坐標系中的磁鏈方程為：
[0044] 其中，l])f為永磁體產生的磁鏈，1])f是個常數，1])f=e〇/〇Y，Wy=Wc/p，Wy是 機械角度，P為同步電機的極對數，《。為電角速度，e。為空載反向電動勢，其值為每項繞組 反向電動勢的^倍。
[0045]所述轉矩T在轉子坐標系中的轉矩方程為：
[0047] 代入磁鏈方程可得
[0049] 對于上式，式①為定子電流和永磁體產生的轉矩，稱為永磁轉矩；式②為轉子凸極 效應產生的轉矩，稱為磁阻轉矩，若Ld=L。，則不存在磁阻轉矩，此時轉矩方程為：
[00川其中，kt為轉矩常數，
[0052] 所述永磁同步電機的機械運動方程為：
[0054]其中，是電機轉速，是負載轉矩，J是總轉動慣量（包括電機慣量和負載慣 量），B是摩擦系數。 陽化5] 如圖3所示，本發明還提供一種永磁同步電機的啟動系統，該系統包括：
[0056] 初始位置確定模塊101，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； 陽057]啟動坐標建立模塊102,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; 陽058]啟動電流設定模塊103,用于在啟動坐標系中設定一固定啟動電流矢量/,外^，使永 磁同步電機啟動，讓啟動坐標系W預定角速度《旋轉，啟動電流矢量獻^因此也W角速度 ?旋轉，使得轉子被所述啟動電流矢量技I,所產生的磁場帶動旋轉；
[0059] 實時檢測模塊104,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;
[0060] 坐標轉換模塊105,用于當實時檢測模塊40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；
[0061] 啟動程序終止模塊106,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進行。 陽062] 在一優選實施例中，所述坐標轉換模塊106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。
[0063] 本發明提供的永磁同步電機的啟動方法和系統，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，本發明所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。
[0064] W上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用W限制本發明，凡在本發明的精 神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種永磁同步電機的啟動方法，其特征在于，該方法包括按順序執行W下步驟： 5101、 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； 5102、 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ΘSt; 5103、 在啟動坐標系中設定一固定啟動電流矢量,使永磁同步電機啟動，讓啟動坐 標系W預定角速度ω旋轉，使得啟動電流矢量因此也W角速度ω旋轉，轉子被所述啟 動電流矢量后所產生的磁場帶動旋轉； 5104、 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 白dq; 5105、 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； 5106、 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。2. 如權利要求1所述的永磁同步電機的啟動方法，其特征在于，所述步驟S105中的控 制量包括啟動電流矢量，所述啟動電流矢量在轉子坐標系中的電流方程為：其中，Ist_x和Ist_y分別為啟動電流矢量反^在啟動坐標系的啟動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后^在轉子坐標系的d軸和q軸上對 應的兩個分量。3. -種永磁同步電機的啟動系統，其特征在于，該系統包括： 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； 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Θgt; 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反i使永磁同步電 機啟動，讓啟動坐標系W預定角速度ω旋轉，啟動電流矢量后^因此也W角速度ω旋轉，使 得轉子被所述啟動電流矢量反^巧產生的磁場帶動旋轉； 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Θdq; 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； 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。4.如權利要求3所述的永磁同步電機的啟動系統，其特征在于，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。
【專利摘要】本發明適用于電機控制領域，提供了一種永磁同步電機的啟動方法和系統，本發明通過在永磁同步電機的數學模型常用的靜止坐標系和轉子坐標系的基礎上，額外引入一個啟動坐標系，使永磁同步電機的開環運行階段在啟動坐標系中進行，閉環運行階段在由所述啟動坐標系轉換到轉子坐標系中進行，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時的平滑性產生影響，該方法具有較強的魯棒性，適于大量推廣和使用。
【IPC分類】H02P6/20
【公開號】CN105322848
【申請號】CN201510279754
【發明人】鄧偉, 陳志杰
【申請人】深圳市振邦智能科技有限公司
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2015年5月27日