【CN109861617A】永磁同步电机磁极初始位置自学习方法【专利】

专利名称：永磁同步电机初始定位方法
专利类型：发明专利
发明人：徐晖,王胜勇,卢家斌,王国强,唐文秀,王傲能申请号：CN201210449875.0
申请日：20121112
公开号：CN102983803A
公开日：
20130320
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供永磁同步电机初始定位方法，包括步骤：增设旋转变压器、旋变-数字转换模块和电平转换模块，旋转变压器的定子绕组和转子绕组分别固定在永磁同步电机的定子和转子上；定子绕组包括初级绕组和次级绕组，旋变-数字转换模块给初级绕组提供励磁信号，并将次级绕组输出的包络线信号转变为绝对角度信号；旋变-数字转换模块通过电平转换模块与系统主处理器通信；系统首次上电，转子停在0角度位置，主处理器获得电机初始角A；继而永磁同步电机闭环矢量运行，主处理器获得电机绝对角A，永磁同步电机的转子位置角θ=A-A；系统每次断电，将当前的转子位置角进行存储，再次上电时作为电机初始角。

申请人：中冶南方(武汉)自动化有限公司
地址：430205 湖北省武汉市东湖新技术开发区流芳大道凤凰园一路9号
国籍：CN
代理机构：湖北武汉永嘉专利代理有限公司
代理人：王丹
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一种永磁同步电机初始定位的方法康现伟;王胜勇;卢家斌;徐晖;王国强【摘要】永磁同步电动机起动时如果知道转子的初始位置,起动将会十分简便.但是,永磁同步电动机的转子初始位置确定或估计一直是个难题.针对现有常用方法的一些不足,结合通用的增量编码器,在DSP的硬件平台上,实现了永磁同步电机的初始角定位.电机精确定位前只需要转60.,并且不需要微振.实验证明,该方法初始角辨识准确,实用性强.【期刊名称】《电气传动自动化》【年(卷),期】2013(035)005【总页数】4页(P20-23)【关键词】永磁同步电机;初始角;电流矢量【作者】康现伟;王胜勇;卢家斌;徐晖;王国强【作者单位】中冶南方(武汉)自动化有限公司,湖北省武汉430205;中冶南方(武汉)自动化有限公司,湖北省武汉430205;中冶南方(武汉)自动化有限公司,湖北省武汉430205;中冶南方(武汉)自动化有限公司,湖北省武汉430205;中冶南方(武汉)自动化有限公司,湖北省武汉430205【正文语种】中文【中图分类】TM343.31 引言随着永磁材料技术、半导体技术和控制技术的发展，永磁同步电机(PMSM)在工业控制领域逐渐取代了直流电机，取得了主导地位。

永磁同步机控制重点在于电流的解偶，也就是转子位置角需要十分精确。

所以在电机初始定位时对电机初始角的辨识就成了关键。

2 当前的永磁同步电机的初始定位方法及其问题目前检测转子位置的方法有无传感器技术和传统的机械传感器控制两类。

无传感器技术是近几年研究的热点，主要是利用电机绕组中相关的变量如定子电压、定子电流等，来估算转子的位置和速度，此法虽然省掉了机械传感器，但是该法存在计算量大、不能满宽范围调速、对电机的结构有要求等问题，影响了它的应用范围［1］。

带编码器的方法根据编码器类型不同又可以分为许多种。

目前常用的编码器有旋转变压器和光电式增量编码器。

旋转变压器含有电机转子的位置信息，可以得知准确的位置信号，而且还可以调解出电机的速度信号。

说明书摘要本发明公开一种永磁同步电机转子初始位置的判断方法，步骤是：首先利用脉振高频电压注入法得到初次估计的转子位置，然后在初次估计的交轴上注入一个正方向扰动信号，再估计转子位置，根据估计得到的转速方向判断磁极极性，得到电机转子初始位置。

此种方法可解决脉振高频电压信号注入法检测转子初始位置时磁极极性的收敛问题，无需在直轴上注入正负方向的脉冲电流，可以有效地实现转子初始位置估算。

摘要附图1、一种永磁同步电机转子初始位置的判断方法，其特征在于包括如下步骤：（1）在ˆˆdq -估计同步旋转坐标系的ˆd 轴上注入高频电压信号ˆcos()d mh h uU t ω=，给定ˆq 轴电压ˆ0q u =； （2）检测电机的两相电流，并经过Clarke 和Park 坐标系变换，得到ˆˆdq -估计同步旋转坐标系的ˆq轴电流ˆq i ，并依照以下步骤估计转子的位置和转速：首先，将检测得到的ˆq轴电流ˆq i 乘以调制信号cos()t h u t ω=；然后，对相乘后所得的信号低通滤波，得到ˆq轴电流ˆq i 的幅值信号()f θ∆；最后，对该幅值信号()f θ∆进行PI 调节，得到估计转速ˆω，对估计转速ˆω积分得到估计的转子位置； （3）重复步骤（2），直至估计的转子位置收敛为一恒定值，即为初次估计的转子位置ˆfirstθ； （4）在ˆˆdq -估计同步旋转坐标系的ˆd 轴上注入高频电压信号ˆcos()d mh h uU t ω=，在ˆq 轴注入一个正方向扰动信号，重复步骤（2），直至电机转过一定角度γ，0γ>；（5）根据步骤（3）估计得到的转速方向判断磁极极性，当转速为正时，收敛的磁极极性为N 极，转子初始位置ˆˆ=initial first θθ；当转速为负时，收敛的磁极极性为S 极，转子初始位置ˆˆ=initial firstθθπ+。

2、如权利要求1所述的一种永磁同步电机转子初始位置的判断方法，其特征在于：所述步骤（1）中，采用转子的估计位置ˆθ进行Park 逆变换，获得实际两相静止坐标系下电压的给定值ˆuα和ˆu β。

专利名称：一种永磁同步电机初始磁极位置辨识和断线检测方法
专利类型：发明专利
发明人：支萌辉,尹泉,华强
申请号：CN201910975935.4
申请日：20191015
公开号：CN110736927A
公开日：
20200131
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种永磁同步电机初始磁极位置辨识和断线检测方法，带UVW磁极信号的增量式编码器与永磁同步电机转子同轴安装，其输出U、V、W信号至选通模块，并输出A、B、Z三相差分信号至MAX14891E模块，MAX14891E模块将A、B、Z三相差分信号转化为三相单端信号DA、DB、DZ输出至PFGA模块，并输出三相差分信号的开路与短路故障检测结果FLT_A、FLT_B和FLT_Z至选通模块，选通模块选择性输出U、V、W信号和开路与短路故障检测结果FLT_A、FLT_B、FLT_Z至PFGA模块，FPGA模块定位永磁同步电机的转子初始位置，并解析永磁同步电机的实时转速和方向，本发明实现了永磁同步电机的初始磁极位置辨识和断线检测功能，缓解了永磁同步电机反馈电路过多消耗FPGA外部接口的问题。

申请人：博能传动(苏州)有限公司
地址：215100 江苏省苏州市相城经济开发区如元路100号
国籍：CN
代理机构：苏州智品专利代理事务所(普通合伙)
代理人：吕明霞
更多信息请下载全文后查看。

说明书摘要本发明公开一种永磁同步电机转子初始位置的判断方法，步骤是：首先利用脉振高频电压注入法得到初次估计的转子位置，然后在初次估计的交轴上注入一个正方向扰动信号，再估计转子位置，根据估计得到的转速方向判断磁极极性，得到电机转子初始位置。

此种方法可解决脉振高频电压信号注入法检测转子初始位置时磁极极性的收敛问题，无需在直轴上注入正负方向的脉冲电流，可以有效地实现转子初始位置估算。

摘要附图1、一种永磁同步电机转子初始位置的判断方法，其特征在于包括如下步骤：（1）在ˆˆdq -估计同步旋转坐标系的ˆd 轴上注入高频电压信号ˆcos()d mh h uU t ω=，给定ˆq 轴电压ˆ0q u =； （2）检测电机的两相电流，并经过Clarke 和Park 坐标系变换，得到ˆˆdq -估计同步旋转坐标系的ˆq轴电流ˆq i ，并依照以下步骤估计转子的位置和转速：首先，将检测得到的ˆq轴电流ˆq i 乘以调制信号cos()t h u t ω=；然后，对相乘后所得的信号低通滤波，得到ˆq轴电流ˆq i 的幅值信号()f θ∆；最后，对该幅值信号()f θ∆进行PI 调节，得到估计转速ˆω，对估计转速ˆω积分得到估计的转子位置； （3）重复步骤（2），直至估计的转子位置收敛为一恒定值，即为初次估计的转子位置ˆfirstθ； （4）在ˆˆdq -估计同步旋转坐标系的ˆd 轴上注入高频电压信号ˆcos()d mh h uU t ω=，在ˆq 轴注入一个正方向扰动信号，重复步骤（2），直至电机转过一定角度γ，0γ>；（5）根据步骤（3）估计得到的转速方向判断磁极极性，当转速为正时，收敛的磁极极性为N 极，转子初始位置ˆˆ=initial first θθ；当转速为负时，收敛的磁极极性为S 极，转子初始位置ˆˆ=initial firstθθπ+。

2、如权利要求1所述的一种永磁同步电机转子初始位置的判断方法，其特征在于：所述步骤（1）中，采用转子的估计位置ˆθ进行Park 逆变换，获得实际两相静止坐标系下电压的给定值ˆuα和ˆu β。