專利名稱：：檢測(cè)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子磁極初始位置的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種永磁同步電機(jī)，更具體地說，涉及一種檢測(cè)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子磁極初始位置的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：為了達(dá)到優(yōu)良的控制性能，交流永磁同步電機(jī)一般都采用閉環(huán)矢量控制方法。永磁同步電機(jī)矢量控制的一個(gè)關(guān)鍵問題是需要獲取轉(zhuǎn)子磁極的準(zhǔn)確位置。通常在獲取磁極位置時(shí)，需要在電機(jī)軸端連接一個(gè)絕對(duì)位置編碼器，以檢測(cè)永磁同步電機(jī)的速度和磁極位置。然而，對(duì)于沒有絕對(duì)位置信號(hào)的增量式編碼器，電機(jī)起動(dòng)時(shí)不能得到磁極的初始位置。需要先開環(huán)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來，直到檢測(cè)到編碼器的基準(zhǔn)信號(hào)以后，矢量控制才能夠正常進(jìn)行。對(duì)磁極初始位置判斷的準(zhǔn)確性直接關(guān)系到電機(jī)能否順利起動(dòng)，以及能否以最大轉(zhuǎn)矩啟動(dòng)。而且轉(zhuǎn)子磁極初始位置角的檢測(cè)也是實(shí)現(xiàn)永磁同步電機(jī)無速度傳感器矢量控制的基本要求。目前解決永磁同步電機(jī)初始位置檢測(cè)的問題主要采用以下幾種方法1)使用絕對(duì)位置編碼器；2)使用具有UVW三相位置識(shí)別的編碼器。但是絕對(duì)位置編碼器價(jià)格昂貴，適用的場(chǎng)合受限；UVW編碼器和電機(jī)極數(shù)有關(guān)，且初始位置檢測(cè)精度只有士30度電角度。此外也有利用Lyapimov穩(wěn)態(tài)理論對(duì)磁極位置不確定的情況下自適應(yīng)起動(dòng)電機(jī)的方式，其能夠在1秒內(nèi)收斂到正確的磁極位置。然而該方法算法過于復(fù)雜，而且不能夠保證確保電機(jī)以最大轉(zhuǎn)矩起動(dòng)。解決初始位置不確定情況下永磁同步電機(jī)起動(dòng)的最優(yōu)方法還是在靜止情況下檢測(cè)出磁極的準(zhǔn)確初始位置，然后再起動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)最大轉(zhuǎn)矩起動(dòng)。但是當(dāng)前文獻(xiàn)上提供的永磁同步電機(jī)磁極初始位置角檢測(cè)的方法，多數(shù)都是利用永磁同步電機(jī)在助磁和弱磁情況下繞組的電感大小不一樣的原理來檢測(cè)，初始位置角檢測(cè)的精度不能夠保證，不具有太大的實(shí)用價(jià)值。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對(duì)上述永磁同步電機(jī)在無絕對(duì)位置編碼器時(shí)初始位置檢測(cè)算法復(fù)雜或精度不高的缺陷，提供一種檢測(cè)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子磁極初始位置的方法及系統(tǒng)。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是構(gòu)造一種檢測(cè)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子磁極初始位置的方法，包括(a)設(shè)置假設(shè)磁極位置，其對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向的同步坐標(biāo)軸系為dO—qO軸，其中dO軸為磁場(chǎng)同方向，qO軸為與磁場(chǎng)正交方向；(b)使所述qO軸累加電流清零，并向電機(jī)輸入作正方向和負(fù)方向的周期變化的d0軸電流，在所述周期內(nèi)電機(jī)保持靜止；(c)判斷一個(gè)周期內(nèi)qO軸累加電流是否大于設(shè)定閾值，若大于設(shè)定閾值，則執(zhí)行步驟(d);若等于或小于設(shè)定閾值，則執(zhí)行歩驟(e);(d)根據(jù)qO軸累加電流的極性調(diào)整假設(shè)磁極位置，并執(zhí)行步驟(b);(e)以所述假設(shè)磁極位置為轉(zhuǎn)子磁極初始位置，檢測(cè)結(jié)束。在本發(fā)明所述的檢測(cè)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子磁極初始位置的方法中，所述步驟(d)進(jìn)一步包括(dl)判斷qO軸的累加電流的極性是否為正，若為正，則執(zhí)行步驟(d2);若為負(fù)，則執(zhí)行步驟(d3);(d2)將假設(shè)磁極位置加上一個(gè)臨時(shí)步長(zhǎng)角作為新的假設(shè)磁極位置，并執(zhí)行步驟(b);(d3)將假設(shè)磁極位置減去所述臨時(shí)步長(zhǎng)角作為新的假設(shè)磁極位置，并執(zhí)行步驟(b)。在本發(fā)明所述的檢測(cè)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子磁極初始位置的方法中，所述步驟(d2)進(jìn)一步包括(d21)判斷q0軸的累加電流的極性是否與上一周期內(nèi)的q0軸累加電流極性相同，若相同，則執(zhí)行步驟(d22);若不相同，則執(zhí)行步驟(d23);(d22)將假設(shè)磁極位置加上一個(gè)臨時(shí)步長(zhǎng)角作為新的假設(shè)磁極位置，并執(zhí)行步驟(b);(d23)減小所述臨時(shí)步長(zhǎng)角作為新的臨時(shí)步長(zhǎng)角，并執(zhí)行步驟(d22)。在本發(fā)明所述的檢測(cè)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子磁極初始位置的方法中，所述步驟(d3)進(jìn)一步包括(d31)判斷qO軸的累加電流的極性是否與上一周期內(nèi)的qO軸累加電流極性相同，若相同，則執(zhí)行步驟(d32);若不相同，則執(zhí)行步驟(d33);(d32)將假設(shè)磁極位置減去所述臨時(shí)步長(zhǎng)角作為新的假設(shè)磁極位置，并執(zhí)行步驟(b);(d33)減小所述臨時(shí)步長(zhǎng)角作為新的臨時(shí)步長(zhǎng)角，并執(zhí)行步驟(d32)。在本發(fā)明所述的檢測(cè)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子磁極初始位置的方法中，所述步驟(b)中輸入電機(jī)的dO軸方向的正方向電流和負(fù)方向電流大小相等、持續(xù)時(shí)間相同。在本發(fā)明所述的檢測(cè)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子磁極初始位置的方法中，一個(gè)周期內(nèi)所述q0軸的累加電流值在d0軸的電流正方向增加過程中累加、在d0軸的電流負(fù)方向增加過程中累減。本發(fā)明還提供一種檢測(cè)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子磁極初始位置的系統(tǒng)，包括電流調(diào)節(jié)單元、設(shè)置單元、判斷單元以及調(diào)整單元所述設(shè)置單元，用于設(shè)置初始的假設(shè)磁極位置，所述假設(shè)磁極位置對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向的同步坐標(biāo)軸系為dO—qO軸，其中d0軸為磁場(chǎng)同方向，q0軸為與磁場(chǎng)正交方向；電流調(diào)節(jié)單元，用于向電機(jī)輸入作正方向和負(fù)方向的周期變化的d0軸電流，在所述周期內(nèi)電機(jī)保持靜止；判斷單元，用于判斷一個(gè)周期內(nèi)qO軸累加電流是否大于設(shè)定閾值；若等于或小于設(shè)定閾值，則以所述假設(shè)磁極位置為轉(zhuǎn)子初始位置，檢測(cè)結(jié)束；調(diào)整單元，用于在q0軸累加電流大于設(shè)定閾值時(shí)根據(jù)q0軸累加電流的極性調(diào)整假設(shè)磁極位置，并使電流調(diào)節(jié)單元繼續(xù)輸入d0軸電流。在本發(fā)明所述的檢測(cè)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子磁極初始位置的系統(tǒng)中，所述調(diào)整單元進(jìn)一步包括-第一極性判斷子單元，用于判斷q0軸的累加電流的極性是否為正；第一位置調(diào)整子單元，用于在確定q0軸的累加電流的極性為正時(shí)將假設(shè)磁極位置加上一個(gè)臨時(shí)步長(zhǎng)角作為新的假設(shè)磁極位置；第二位置調(diào)整子單元，用于在確定q0軸的累加電流的極性為負(fù)時(shí)將假設(shè)磁極位置減去所述臨時(shí)步長(zhǎng)角作為新的假設(shè)磁極位置。在本發(fā)明所述的檢測(cè)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子磁極初始位置的系統(tǒng)中，所述調(diào)整單元進(jìn)一步包括第二極性判斷子單元，用于在所述第一極性判斷子單元確定qO軸的累加電流的極性為正時(shí)，判斷q0軸累加電流的極性是否與上一周期內(nèi)的q0軸累加電流極性相同；第三位置調(diào)整子單元，用于在第二極性判斷子單元確定q0軸累加電流的極性與上一周期的累加電流極性相同時(shí)，將假設(shè)磁極位置加上一個(gè)臨時(shí)步長(zhǎng)角作為新的假設(shè)磁極位置；第四位置調(diào)整子單元，用于在第二極性判斷子單元確定q0軸累加電流的極性與上一周期的累加電流極性不相同時(shí)，減小所述臨時(shí)步長(zhǎng)角作為新的臨時(shí)步長(zhǎng)角，然后將假設(shè)磁極位置加上所述臨時(shí)步長(zhǎng)角作為新的假設(shè)磁極位置。在本發(fā)明所述的檢測(cè)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子磁極初始位置的系統(tǒng)中，所述調(diào)整單元進(jìn)一步包括-第三極性判斷子單元，用于在所述第一極性判斷子單元確定q0軸的累加電流的極性為負(fù)時(shí)，判斷q0軸的累加電流的極性是否與上一周期內(nèi)的q0軸累加電流極性相同；第五位置調(diào)整子單元，用于在第三極性判斷子單元確定q0軸累加電流的極性與上一周期的累加電流極性相同時(shí)，將假設(shè)磁極位置減去所述臨時(shí)步長(zhǎng)角作為新的假設(shè)磁極位置；第六位置調(diào)整子單元，用于在第三極性判斷子單元確定q0軸累加電流的極性與上一周期的累加電流極性不相同時(shí)，減小所述臨時(shí)步長(zhǎng)角作為新的臨時(shí)步長(zhǎng)角，然后將假設(shè)磁極位置減去所述臨時(shí)步長(zhǎng)角作為新的假設(shè)磁極位置。本發(fā)明檢測(cè)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子磁極初始位置的方法及系統(tǒng)，通過控制輸入dO軸的電流，并根據(jù)qO軸累加電流的極性調(diào)整假設(shè)磁極位置的方向，最終獲得轉(zhuǎn)子的磁極位置，從而能夠在電機(jī)靜止的情況下，準(zhǔn)確、快速檢測(cè)永磁同步電機(jī)初始磁極位置的方法。本發(fā)明使得永磁同步電機(jī)能夠以矢量控制方式實(shí)現(xiàn)最大轉(zhuǎn)矩起動(dòng)，從根本上解決永磁同步電機(jī)不帶絕對(duì)位置檢測(cè)裝置下的起動(dòng)問題。下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中圖1是電機(jī)中實(shí)際磁極對(duì)應(yīng)同步坐標(biāo)d—q軸和假設(shè)磁極對(duì)應(yīng)坐標(biāo)dO—q0軸的示意圖2是本發(fā)明檢測(cè)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子磁極初始位置的系統(tǒng)的框圖；圖3是調(diào)整單元輸出的d0軸電流；圖4是本發(fā)明檢測(cè)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子磁極初始位置的方法的流程圖；圖5是圖4中根據(jù)q0軸累加電流的極性調(diào)整假設(shè)磁極位置的詳細(xì)流程圖；圖6是圖5中將假設(shè)磁極位置加上一個(gè)臨時(shí)步長(zhǎng)角作為新的假設(shè)磁極位置的詳細(xì)流程圖7是圖5中將假設(shè)磁極位置減去一個(gè)臨時(shí)步長(zhǎng)角作為新的假設(shè)磁極位置的詳細(xì)流程圖。具體實(shí)施例方式本發(fā)明利用永磁同步電機(jī)的特性，在電機(jī)起動(dòng)前獲取轉(zhuǎn)子磁極的初始位置角，從而使得永磁同步電機(jī)能夠以矢量控制方式實(shí)現(xiàn)最大轉(zhuǎn)矩起動(dòng)，從根本上解決永磁同步電機(jī)不帶絕對(duì)位置檢測(cè)裝置下的起動(dòng)問題。電機(jī)轉(zhuǎn)子的磁場(chǎng)如圖1所示，其對(duì)應(yīng)的磁場(chǎng)定向的同步坐標(biāo)軸系為d—q軸，其中d軸為磁場(chǎng)同方向，q軸為與磁場(chǎng)正交方向。本發(fā)明通過假設(shè)一個(gè)假設(shè)磁極位置，其對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向的同步坐標(biāo)軸系為dO—qO軸，其中d0軸為磁場(chǎng)同方向，qO軸為與磁場(chǎng)正交方向。此時(shí)，控制假設(shè)磁極位置對(duì)應(yīng)的dO軸電流從小變大，如果d0軸和實(shí)際位置對(duì)應(yīng)的d軸存在偏差，合成磁場(chǎng)的位置將向dO軸方向移動(dòng)，在磁場(chǎng)移動(dòng)過程中，假設(shè)磁極位置的qO軸上等效繞組切割磁力線，從而在qO軸產(chǎn)生電流。dO軸和d軸偏差角度的方向不同，假設(shè)磁極位置的q0軸上出現(xiàn)的電流方向也將不同。如果假設(shè)磁極位置對(duì)應(yīng)的d0軸和實(shí)際位置的d軸重合，在控制dO軸電流從小變大的過程中，磁場(chǎng)將不會(huì)旋轉(zhuǎn)，在qO軸上不會(huì)切割磁力線，也就不會(huì)產(chǎn)生電流。因此，可以控制dO軸電流變化，檢測(cè)qO軸的電流極性來確定假設(shè)磁極位置逼近實(shí)際磁極位置的方向，逐步調(diào)整假設(shè)的磁極位置角。通過這樣的控制和判斷，使得假設(shè)磁極位置逐漸收斂到實(shí)際磁極位置，如果q0軸電流很小后認(rèn)為假設(shè)磁極位置已經(jīng)和實(shí)際磁極位置重合，實(shí)現(xiàn)初始磁極位置的檢測(cè)。如圖2所示，是本發(fā)明檢測(cè)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子初始位置的系統(tǒng)的框圖。該系統(tǒng)包括電流調(diào)節(jié)單元21、矢量反變換單元22、逆變單元23、矢量變換單元24以及初始位置檢測(cè)單元25，其中初始位置檢測(cè)單元25是一個(gè)軟件模塊，用于實(shí)現(xiàn)假設(shè)磁極位置向?qū)嶋H位置的逼近，其進(jìn)一步包括設(shè)置單元251、判斷單元252以及調(diào)整單元253。電流調(diào)節(jié)單元21是一個(gè)比例調(diào)節(jié)器。q0軸開環(huán)控制，固定給零電壓。矢量變換單元24、矢量反變換單元22是矢量控制的坐標(biāo)變換模塊，矢量變換單元24把檢測(cè)到的兩相定子電流變換到假設(shè)的轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向同步軸系下d0軸和q0軸的電流；矢量反變換單元22把假設(shè)的轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向同步坐標(biāo)下的d0軸和q0軸電壓變換為定子三相軸系下的電壓。逆變單元23根據(jù)電機(jī)三相電壓的控制要求，控制永磁同步電機(jī)運(yùn)行。在上述系統(tǒng)中，設(shè)置單元251用于設(shè)置初始的假設(shè)磁極位置，其中假設(shè)磁極位置對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向的同步坐標(biāo)軸系為d0—q0軸，其中d0軸為磁場(chǎng)同方向，qO軸為與磁場(chǎng)正交方向。電流調(diào)節(jié)單元21用于向電機(jī)輸入作正方向和負(fù)方向的周期變化的d0軸電流。該電流調(diào)節(jié)單元控制在一個(gè)周期內(nèi)電機(jī)保持靜止。在電流調(diào)節(jié)單元21控制下的d0軸參考電流的給定方式如圖3所示，d0軸參考電流先向正方向增加到設(shè)定電流(一般設(shè)置為電機(jī)額定電流的50%),回到零電流后再往負(fù)的方向增加到設(shè)定電流，再回到零電流。按照這樣的周期控制dO軸電流，直到假設(shè)磁極位置和實(shí)際磁極位置的偏差量滿足要求。其中，d0軸正電流的維持時(shí)間和負(fù)電流的維持時(shí)間都是AT(例如該時(shí)間可以設(shè)置為20個(gè)電流環(huán)控制周期，lOKHz載波頻率下，AT可設(shè)置為2ms)，該時(shí)間的確定依據(jù)是確保初始位置檢測(cè)過程中，電機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)(電機(jī)的力矩在一個(gè)周期內(nèi)抵消)，為毫秒級(jí)的時(shí)間。零參考電流的維持時(shí)間需要確保d0軸電流實(shí)際恢復(fù)到零電流。判斷單元252用于判斷一個(gè)周期內(nèi)q0軸累加電流是否大于設(shè)定閾值；若等于或小于設(shè)定閾值，則以所述假設(shè)磁極位置為轉(zhuǎn)子初始位置，檢測(cè)結(jié)束。上述閾值可根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定，例如當(dāng)AT設(shè)置為20個(gè)電流環(huán)控制周期的情況下，累加電流的判斷閥值可以設(shè)置為電機(jī)額定電流的10%，即能夠滿足精度要求。設(shè)置的閾值越小，結(jié)果越精確。調(diào)整單元253用于在q0軸累加電流大于設(shè)定閾值時(shí)根據(jù)q0軸累加電流的極性調(diào)整假設(shè)磁極位置，并使電流調(diào)節(jié)單元繼續(xù)輸入d0軸電流。由于qO軸電流比較小，為了減小電流檢測(cè)誤差導(dǎo)致錯(cuò)誤判斷的可能，調(diào)整單元253在d0軸電流從零電流向正方向增加到設(shè)定電流的過程和d0軸電流從零電流向反方向增加到設(shè)定電流的過程中，以電流環(huán)控制周期為間隔檢測(cè)qO軸電流，對(duì)qO軸電流累加，并在電流變化一個(gè)周期后，通過判斷qO軸累加電流的極性確定假設(shè)磁極位置和實(shí)際磁極位置的偏差方向，調(diào)整假設(shè)磁極位置，可以確保判斷可靠。調(diào)整單元253在進(jìn)行電流累加時(shí)，以假設(shè)磁極位置對(duì)應(yīng)的dO軸電流變化為依據(jù)，在dO電流往正方向增加的過程中，累加qO軸的電流，電流往負(fù)方向增加的過程中，累減qO軸電流，一個(gè)周期完成后可以根據(jù)累加的q0電流的極性決定假設(shè)磁極位置朝什么方向逼近實(shí)際位置。在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，調(diào)整單元253進(jìn)一步包括第一極性判斷子單元、第一位置調(diào)整子單元、第二位置調(diào)整子單元。其中第一極性判斷子單元用于判斷q0軸的累加電流的極性是否為正；第一位置調(diào)整子單元用于在確定q0軸的累加電流的極性為正時(shí)將假設(shè)磁極位置加上一個(gè)磁極變化臨時(shí)步長(zhǎng)角作為新的假設(shè)磁極位置；第二位置調(diào)整子單元用于在確定q0軸的累加電流的極性為負(fù)時(shí)將假設(shè)磁極位置減去臨時(shí)步長(zhǎng)角作為新的假設(shè)磁極位置。上述臨時(shí)步長(zhǎng)角可根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置，例如5°。臨時(shí)步長(zhǎng)角越小，檢測(cè)越精確。此外，為了加快調(diào)整的時(shí)間，可以首先設(shè)置一個(gè)較大的臨時(shí)步長(zhǎng)角，例如30°,并在調(diào)整過程中減小臨時(shí)步長(zhǎng)角，如表1所示。其中EqO為qO軸的累加電流，e為假設(shè)磁極位置，A9為臨時(shí)步長(zhǎng)角。<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>表1調(diào)整單元調(diào)整假設(shè)磁極位置的決策表該方式下，上述調(diào)整單元253可進(jìn)一步包括第二極性判斷子單元、第三位置調(diào)整子單元、第四位置調(diào)整子單元、第三極性判斷子單元、第五位置調(diào)整子單元、第六位置調(diào)整子單元。其中第二極性判斷子單元用于在第一極性判斷子單元確定q0軸的累加電流的極性為正時(shí)，判斷q0軸累加電流的極性是否與上一周期內(nèi)的q0軸累加電流極性相同；第三位置調(diào)整子單元用于在第二極性判斷子單元確定q0軸累加電流的極性與上一周期的累加電流極性相同時(shí)，將假設(shè)磁極位置加上一個(gè)臨時(shí)步長(zhǎng)角作為新的假設(shè)磁極位置；第四位置調(diào)整子單元用于在第二極性判斷子單元確定q0軸累加電流的極性與上一周期的累加電流極性不相同時(shí)，減小所述臨時(shí)步長(zhǎng)角作為新的臨時(shí)步長(zhǎng)角(例如減半)，然后將假設(shè)磁極位置加上所述臨時(shí)步長(zhǎng)角作為新的假設(shè)磁極位置。第三極性判斷子單元用于在所述第一極性判斷子單元確定q0軸的累加電流的極性為負(fù)時(shí)，判斷q0軸的累加電流的極性是否與上一周期內(nèi)的q0軸累加電流極性相同；第五位置調(diào)整子單元用于在第三極性判斷子單元確定q0軸累加電流的極性與上一周期的累加電流極性相同時(shí)，將假設(shè)磁極位置減去所述臨時(shí)步長(zhǎng)角作為新的假設(shè)磁極位置；第六位置調(diào)整子單元用于在第三極性判斷子單元確定q0軸累加電流的極性與上一周期的累加電流極性不相同時(shí)，減小所述臨時(shí)步長(zhǎng)角作為新的臨時(shí)步長(zhǎng)角(例如減半)，然后將假設(shè)磁極位置減去所述臨時(shí)步長(zhǎng)角作為新的假設(shè)磁極位置。在上述第四位置調(diào)整子單元和第六位置調(diào)整子單元減小臨時(shí)步長(zhǎng)角時(shí)，如果磁極變化臨時(shí)步長(zhǎng)角e已經(jīng)減小到能夠接受的范圍以內(nèi)，則認(rèn)為假設(shè)磁極位置和實(shí)際位置的偏差，己經(jīng)小于誤差允許的偏差min6，認(rèn)為此時(shí)的假設(shè)磁極位置就是實(shí)際位置。如圖4所示，使本發(fā)明檢測(cè)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子初始位置的方法實(shí)施例的流程圖。該方法包括步驟S41:設(shè)置假設(shè)磁極位置，其對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向的同步坐標(biāo)軸系為dO一qO軸，其中dO軸為磁場(chǎng)同方向，qO軸為與磁場(chǎng)正交方向。步驟S42:使所述q0軸累加電流清零，并向電機(jī)輸入作正方向和負(fù)方向的周期變化的dO軸電流，在上述周期內(nèi)電機(jī)保持靜止。在該步驟種，輸入電機(jī)的dO軸方向的正方向電流和負(fù)方向電流大小相等、持續(xù)時(shí)間相同。步驟S43:判斷一個(gè)周期內(nèi)qO軸累加電流是否大于設(shè)定閾值，若大于設(shè)定閾值，則執(zhí)行步驟S44;若等于或小于設(shè)定閾值，則執(zhí)行步驟S45。在該步驟種，一個(gè)周期內(nèi)qO軸的累加電流值在dO軸的電流正方向增加過程中累加、在d0軸的電流負(fù)方向增加過程中累減。步驟S44:根據(jù)q0軸累加電流的極性調(diào)整假設(shè)磁極位置，并執(zhí)行步驟S42。步驟S45:以所述假設(shè)磁極位置為轉(zhuǎn)子初始位置，檢測(cè)結(jié)束。如圖5所示，是圖4中根據(jù)q0軸累加電流的極性調(diào)整假設(shè)磁極位置(步驟S44)的詳細(xì)流程圖，其進(jìn)一步包括步驟S51:判斷qO軸的累加電流的極性是否為正，若為正，則執(zhí)行步驟S52;若為負(fù)，則執(zhí)行步驟S53。步驟S52:將假設(shè)磁極位置加上一個(gè)臨時(shí)步長(zhǎng)角作為新的假設(shè)磁極位置，并執(zhí)行步驟S44。步驟S53:將假設(shè)磁極位置減去所述臨時(shí)步長(zhǎng)角作為新的假設(shè)磁極位置，并執(zhí)行步驟S44。此外，為了加快調(diào)整的時(shí)間，可以首先設(shè)置一個(gè)較大的臨時(shí)步長(zhǎng)角，并在調(diào)整過程中減小臨時(shí)步長(zhǎng)角，該方法可結(jié)合表1并通過圖6和圖7的方法實(shí)現(xiàn)。如圖6所示，是圖5中將假設(shè)磁極位置加上一個(gè)臨時(shí)步長(zhǎng)角作為新的假設(shè)磁極位置(步驟S52)的詳細(xì)流程圖，其進(jìn)一步包括-步驟S61:判斷q0軸的累加電流的極性是否與上一周期內(nèi)的q0軸累加電流極性相同，若相同，則執(zhí)行步驟S62;若不相同，則執(zhí)行步驟S63。步驟S62:將假設(shè)磁極位置加上一個(gè)臨時(shí)步長(zhǎng)角作為新的假設(shè)磁極位置，并執(zhí)行步驟S44。步驟S63:減小臨時(shí)步長(zhǎng)角作為新的臨時(shí)步長(zhǎng)角，并執(zhí)行步驟S62。在該步驟種，如果磁極變化臨時(shí)步長(zhǎng)角e已經(jīng)減小到能夠接受的范圍以內(nèi)，則認(rèn)為假設(shè)磁極位置和實(shí)際位置的偏差，已經(jīng)小于誤差允許的偏差min6，認(rèn)為此時(shí)的假設(shè)位置就是實(shí)際位置。如圖7所示，是圖5中將假設(shè)磁極位置減去一個(gè)臨時(shí)步長(zhǎng)角作為新的假設(shè)磁極位置(步驟S52)的詳細(xì)流程圖，其進(jìn)一步包括步驟S71:判斷q0軸的累加電流的極性是否與上一周期內(nèi)的q0軸累加電流極性相同，若相同，則執(zhí)行步驟(d32);若不相同，則執(zhí)行步驟(d33)。步驟S72:將假設(shè)磁極位置減去所述臨時(shí)步長(zhǎng)角作為新的假設(shè)磁極位置，并執(zhí)行步驟S44。步驟S73:減小所述臨時(shí)步長(zhǎng)角作為新的臨時(shí)步長(zhǎng)角，并執(zhí)行步驟S72。在該步驟種，如果磁極變化臨時(shí)步長(zhǎng)角e已經(jīng)減小到能夠接受的范圍以內(nèi)，則認(rèn)為假設(shè)磁極位置和實(shí)際位置的偏差，已經(jīng)小于誤差允許的偏差min9，認(rèn)為此時(shí)的假設(shè)磁極位置就是實(shí)際位置。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。權(quán)利要求1.一種檢測(cè)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子磁極初始位置的方法，其特征在于，包括(a)設(shè)置假設(shè)磁極位置，其對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向的同步坐標(biāo)軸系為d0—q0軸，其中d0軸為磁場(chǎng)同方向，q0軸為與磁場(chǎng)正交方向；(b)使所述q0軸累加電流清零，并向電機(jī)輸入作正方向和負(fù)方向的周期變化的d0軸電流，在所述周期內(nèi)電機(jī)保持靜止；(c)判斷一個(gè)周期內(nèi)q0軸累加電流是否大于設(shè)定閾值，若大于設(shè)定閾值，則執(zhí)行步驟(d)；若等于或小于設(shè)定閾值，則執(zhí)行步驟(e)；(d)根據(jù)q0軸累加電流的極性調(diào)整假設(shè)磁極位置，并執(zhí)行步驟(b)；(e)以所述假設(shè)磁極位置為轉(zhuǎn)子磁極初始位置，檢測(cè)結(jié)束。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子磁極初始位置的方法，其特征在于，所述步驟(d)進(jìn)一步包括(dl)判斷qO軸的累加電流的極性是否為正，若為正，則執(zhí)行步驟(d2);若為負(fù)，則執(zhí)行步驟(d3);(d2)將假設(shè)磁極位置加上一個(gè)臨時(shí)步長(zhǎng)角作為新的假設(shè)磁極位置，并執(zhí)行步驟(b);(d3)將假設(shè)磁極位置減去所述臨時(shí)步長(zhǎng)角作為新的假設(shè)磁極位置，并執(zhí)行步驟(b)。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的檢測(cè)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子磁極初始位置的方法，其特征在于，所述步驟(d2)進(jìn)一步包括.-(d21)判斷q0軸的累加電流的極性是否與上一周期內(nèi)的q0軸累加電流極性相同，若相同，則執(zhí)行步驟(d22);若不相同，則執(zhí)行步驟(d23);(d22)將假設(shè)磁極位置加上一個(gè)臨時(shí)步長(zhǎng)角作為新的假設(shè)磁極位置，并執(zhí)行步驟(b);(d23)減小所述臨時(shí)步長(zhǎng)角作為新的臨時(shí)步長(zhǎng)角，并執(zhí)行步驟(d22)。4、根據(jù)權(quán)利要求2所述的檢測(cè)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子磁極初始位置的方法，其特征在于，所述步驟(d3)進(jìn)一步包括(d31)判斷q0軸的累加電流的極性是否與上一周期內(nèi)的q0軸累加電流極性相同，若相同，則執(zhí)行步驟(d32);若不相同，則執(zhí)行步驟(d33);(d32)將假設(shè)磁極位置減去所述臨時(shí)步長(zhǎng)角作為新的假設(shè)磁極位置，并執(zhí)行步驟(b);(d33)減小所述臨時(shí)步長(zhǎng)角作為新的臨時(shí)步長(zhǎng)角，并執(zhí)行步驟(d32)。5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子磁極初始位置的方法，其特征在于，所述步驟(b)中輸入電機(jī)的dO軸方向的正方向電流和負(fù)方向電流大小相等、持續(xù)時(shí)間相同。6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子磁極初始位置的方法，其特征在于，一個(gè)周期內(nèi)所述q0軸的累加電流值在d0軸的電流正方向增加過程中累加、在dO軸的電流負(fù)方向增加過程中累減。7、一種檢測(cè)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子磁極初始位置的系統(tǒng)，其特征在于，包括電流調(diào)節(jié)單元、設(shè)置單元、判斷單元以及調(diào)整單元所述設(shè)置單元，用于設(shè)置初始的假設(shè)磁極位置，所述假設(shè)磁極位置對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向的同步坐標(biāo)軸系為d0—q0軸，其中d0軸為磁場(chǎng)同方向，q0軸為與磁場(chǎng)正交方向；電流調(diào)節(jié)單元，用于向電機(jī)輸入作正方向和負(fù)方向的周期變化的d0軸電流，在所述周期內(nèi)電機(jī)保持靜止；判斷單元，用于判斷一個(gè)周期內(nèi)qO軸累加電流是否大于設(shè)定閾值；若等于或小于設(shè)定閾值，則以所述假設(shè)磁極位置為轉(zhuǎn)子磁極初始位置；調(diào)整單元，用于在q0軸累加電流大于設(shè)定閾值時(shí)根據(jù)q0軸累加電流的極性調(diào)整假設(shè)磁極位置，并使電流調(diào)節(jié)單元繼續(xù)輸入d0軸電流。8、根據(jù)權(quán)利要求7所述的檢測(cè)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子磁極初始位置的系統(tǒng)，其特征在于，所述調(diào)整單元進(jìn)一步包括第一極性判斷子單元，用于判斷q0軸的累加電流的極性是否為正；第一位置調(diào)整子單元，用于在確定q0軸的累加電流的極性為正時(shí)將假設(shè)磁極位置加上一個(gè)臨時(shí)步長(zhǎng)角作為新的假設(shè)磁極位置；第二位置調(diào)整子單元，用于在確定q0軸的累加電流的極性為負(fù)時(shí)將假設(shè)磁極位置減去所述臨時(shí)步長(zhǎng)角作為新的假設(shè)磁極位置。9、根據(jù)權(quán)利要求8所述的檢測(cè)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子磁極初始位置的系統(tǒng)，其特征在于，所述調(diào)整單元進(jìn)一步包括第二極性判斷子單元，用于在所述第一極性判斷子單元確定q0軸的累加電流的極性為正時(shí)，判斷q0軸累加電流的極性是否與上一周期內(nèi)的q0軸累加電流極性相同；第三位置調(diào)整子單元，用于在第二極性判斷子單元確定q0軸累加電流的極性與上一周期的累加電流極性相同時(shí)，將假設(shè)磁極位置加上一個(gè)臨時(shí)步長(zhǎng)角作為新的假設(shè)磁極位置；第四位置調(diào)整子單元，用于在第二極性判斷子單元確定q0軸累加電流的極性與上一周期的累加電流極性不相同時(shí)，減小所述臨時(shí)步長(zhǎng)角作為新的臨時(shí)步長(zhǎng)角，然后將假設(shè)磁極位置加上所述臨時(shí)步長(zhǎng)角作為新的假設(shè)磁極位置。10、根據(jù)權(quán)利要求8所述的檢測(cè)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子磁極初始位置的系統(tǒng)，其特征在于，所述調(diào)整單元進(jìn)一步包括第三極性判斷子單元，用于在所述第一極性判斷子單元確定q0軸的累加電流的極性為負(fù)時(shí)，判斷q0軸的累加電流的極性是否與上一周期內(nèi)的q0軸累加電流極性相同；第五位置調(diào)整子單元，用于在第三極性判斷子單元確定q0軸累加電流的極性與上一周期的累加電流極性相同時(shí)，將假設(shè)磁極位置減去所述臨時(shí)步長(zhǎng)角作為新的假設(shè)磁極位置；第六位置調(diào)整子單元，用于在第三極性判斷子單元確定q0軸累加電流的極性與上一周期的累加電流極性不相同時(shí)，減小所述臨時(shí)步長(zhǎng)角作為新的臨時(shí)步長(zhǎng)角，然后將假設(shè)磁極位置減去所述臨時(shí)步長(zhǎng)角作為新的假設(shè)磁極位置。全文摘要本發(fā)明涉及一種檢測(cè)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子初始位置的方法，包括(a)設(shè)置假設(shè)磁極位置；(b)向電機(jī)輸入作正方向和負(fù)方向的周期變化的d0軸電流，在所述周期內(nèi)電機(jī)保持靜止；(c)判斷一個(gè)周期內(nèi)q0軸累加電流是否大于設(shè)定閾值，若大于設(shè)定閾值，則執(zhí)行步驟(d)；若等于或小于設(shè)定閾值，則執(zhí)行步驟(e)；(d)根據(jù)q0軸累加電流的極性調(diào)整假設(shè)磁極位置，并執(zhí)行步驟(b)；(e)以所述假設(shè)磁極位置為轉(zhuǎn)子初始位置，檢測(cè)結(jié)束。本發(fā)明還提供一種對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)。本發(fā)明利用永磁同步電機(jī)的特性，在電機(jī)起動(dòng)前獲取轉(zhuǎn)子磁極的初始位置角，從而使得永磁同步電機(jī)能夠以矢量控制方式實(shí)現(xiàn)最大轉(zhuǎn)矩起動(dòng)。文檔編號(hào)H02P21/00GK101369796SQ200710075788公開日2009年2月18日申請(qǐng)日期2007年8月17日優(yōu)先權(quán)日2007年8月17日發(fā)明者李俊田,肖慶清申請(qǐng)人:深圳市匯川技術(shù)股份有限公司