CN102497142A - 一种永磁同步电机的启动方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种永磁同步电机的启动方法，包括下列步骤：预设一个恒定转矩，并且提供连续正弦电压给所述永磁同步电机使其旋转；使得所述永磁同步电机以一个恒定的加速度旋转；在所述永磁同步电机加速结束后，将其切换到闭环控制状态，通过位置和速度估算器获得换相角度，从而根据该换相角度启动所述永磁同步电机。本发明的启动方法简单、易于实现，并且成本低廉。
Description
技术领域
本发明涉及一种永磁同步电机(PMSM)的启动方法。
背景技术
现有的永磁同步电机在启动时，首先需要确定转子的位置。而现有技术中确定电机转子的位置有下列方法：
1.通过转子强制定位，再开环启动的方法。但是使用此种方法时，电机可能会反转，很多情况下不允许反转，因为这是很危险的。并且这个启动过程并不可靠平稳。
2.给电机按六步分别通电，再检测反电动势消逝的时间的方法。然而这样响应速度慢，启动时间长。
3.基于其他复杂的控制算法和高成本的硬件的启动，但是，这些方法成本太高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种永磁同步电机的启动方法，该启动方法简单、易于实现，并且成本低廉。
实现上述目的的技术方案是：
一种永磁同步电机的启动方法，包括下列步骤：
(a)预设一个恒定转矩，并且提供连续正弦电压给所述永磁同步电机使其旋转；
(b)使得所述永磁同步电机以一个恒定的加速度旋转；
(c)在所述永磁同步电机加速结束后，将其切换到闭环控制状态，通过位置和速度估算器获得换相角度，从而根据该换相角度启动所述永磁同步电机。
上述的永磁同步电机的启动方法，其中，所述的步骤(a)中，通过一外部电位器来设置所述的恒定转矩。
上述的永磁同步电机的启动方法，其中，所述的步骤(b)中，所述永磁同步电机加速过程中，FOC(矢量控制)算法控制转矩电流分量和磁通电流分量。
上述的永磁同步电机的启动方法，其中，所述的步骤(b)中，所述永磁同步电机的加速度增加的过程中，换相角度以平方率递增。
上述的永磁同步电机的启动方法，其中，所述的步骤(c)中，所述永磁同步电机加速结束后，将其切换到无传感器的闭环控制状态。
本发明的有益效果是：本发明的启动方法使得永磁同步电机的启动简单、易于实现，并且成本低廉。
附图说明
图1是FOC算法的流程控制简图；
图2是永磁同步电机加速过程中，换相角度的变化图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
本发明的永磁同步电机的启动方法，包括下列步骤：
(a)通过一外部电位器来预先设置一个恒定转矩，并且使得控制器件产生连续正弦电压供给所述永磁同步电机使其旋转；
(b)随着所述永磁同步电机的加速度不断增加，换相角度θ以平方率递增，使得所述永磁同步电机以一个恒定的加速度旋转，在此过程中，利用FOC算法控制转矩电流分量iq和磁通电流分量id；请参阅图2，是永磁同步电机加速过程中，换相角度θ的变化图；
(c)在所述永磁同步电机加速结束后，将其切换到无传感器的闭环控制状态，通过位置和速度估算器获得换相角度θ，从而根据该换相角度θ启动所述永磁同步电机。
上述的FOC算法指矢量控制算法，请参阅图1，其基本要点如下：
1.电机的三相定子电流ia、ib、ic是可以测量的。并且具有以下关系：ia+ib+ic＝0；
2.从测量而来的ia，ib以及计算得来的ic，通过Clarke变换得到iα和iβ，从定子角度来看iα和iβ是变量。其中，Clarke变换指将三相平面坐标系abc向两相静止直角坐标系αβ转换；
3.通过Park变换从iα和iβ可以转换成id和iq，其中，Park变换指将两相静止直角坐标系αβ向两相选择直角坐标系的转换dq，即交/直变换。
4.id和iq可能得到误差信号，和参考值Id和Iq可得以下关系：
(1)参考量Id控制着转子的磁通量。
(2)参考量Iq控制电机输出扭矩。
(3)误差信号输入PI(比例-积分)控制器。
(4)PI控制器的输出为Vd和Vq，这是一对电压矢量。
5.以PI控制器输出的Vd，Vq以及新的换相角度θ，可以变换得到正交电压vα，vβ。
6.正交电压vα，vβ转换成三相电压，这个三相电压用于计算新的PWM(脉冲宽度调制)，使用SVM(空间矢量脉宽调制)技术确定PWM，达到控制永磁同步电机的目的。
以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。
Claims (5)
1.一种永磁同步电机的启动方法，其特征在于，包括下列步骤：
(a)预设一个恒定转矩，并且提供连续正弦电压给所述永磁同步电机使其旋转；
(b)使得所述永磁同步电机以一个恒定的加速度旋转；
(c)在所述永磁同步电机加速结束后，将其切换到闭环控制状态，通过位置和速度估算器获得换相角度，从而根据该换相角度启动所述永磁同步电机。
2.根据权利要求1所述的永磁同步电机的启动方法，其特征在于，所述的步骤(a)中，通过一外部电位器来设置所述的恒定转矩。
3.根据权利要求1所述的永磁同步电机的启动方法，其特征在于，所述的步骤(b)中，所述永磁同步电机加速过程中，FOC算法控制转矩电流分量和磁通电流分量。
4.根据权利要求1或3所述的永磁同步电机的启动方法，其特征在于，所述的步骤(b)中，所述永磁同步电机的加速度增加的过程中，换相角度以平方率递增。
5.根据权利要求1所述的永磁同步电机的启动方法，其特征在于，所述的步骤(c)中，所述永磁同步电机加速结束后，将其切换到无传感器的闭环控制状态。
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