一种电机转子磁极极性判断方法及装置与流程

本发明属于电机控制领域，具体涉及一种电机转子磁极极性判断方法。

背景技术：

永磁同步电机以其结构简单、体积小、重量轻、效率高等优点，逐渐成为交流调速传动领域的研究热点。永磁同步电机需要精确的转子位置和速度信号以实现磁场定向和速度控制，在无传感器永磁同步电机矢量控制中,转子的初始位置是一个很重要的量,如果初始位置估算的不准确,则可能在电机起动时发生反转或者导致电机起动失败,也有可能影响系统起动后的运行性能。

基于脉振高频信号注入法是常用的判断转子磁极极性的方法。利用脉振高频电压注入法借助高频激励信号和空间凸极相互作用可实现永磁同步电机转子位置估计，且不受电机参数的变化的影响，有较好的鲁棒性，并适用于凸极特性不明显的面贴式永磁同步电机。

在利用永磁同步电机高频阻抗特性进行提取转子位置估计偏差δθ输入信号调节输入信号趋近于零时，实际可能有两个解，或即在该过程中，由于转子凸极的对称性只能够分辨出0～π的电角度，从而未能识别出磁极极性。

技术实现要素：

鉴于现有技术存在的上述缺陷或不足，期望提供一种简单有效的识别永磁同步电机转子磁极极性的方法。

本申请实施例提供一种电机转子磁极极性判断方法，包括：在待测电机的同步旋转坐标系中注入脉振高频电压信号，获得转子位置的初始判断值向所述同步旋转坐标系直轴通大小相等、方向相反的两个脉冲电压，获取与两个脉冲电压对应的响应电流参数；通过比较所述响应电流的大小判断磁极极性。

本申请实施例提供的电机转子磁极极性判断方法，采用向直轴通大小相等、方向相反的两个脉冲电压，得到相应的两个响应电流，通过比较响应电流的大小从而确定直轴正方向，从而进一步对脉振高频电压注入法测得的转子磁极极性初始值进行校正。该方法操作简单，无需经过复杂计算即可准确识别出转子位置。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为rl电路零状态响应的响应电流随时间变化示意图；

图2为直轴磁链-电流特性曲线；

图3为交轴磁链-电流特性曲线。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

诚如背景技术所述的，常用的转子磁极极性判断方法，基于脉振高频信号注入法估算出的磁极极性需要进行校正，但现有技术还没有较为简单易行的校正方法。因此本申请提供了一种简单有效的转子磁极极性判断方法。

请参考图2和图3，由于永磁体磁链ψf的作用，在定子磁路达到饱和时，d轴(直轴)所需的电流ids远小于q轴(交轴)所需电流iqs。用脉振高频电压信号注入法进行初始位置估算时，在估算的两相旋转坐标系轴注入正弦高频电压，由该电压激励所产生的电流使电机d轴的主次路饱和，q轴的主次路仍处于限行区域，此时d轴电感减小，q轴电感保持不变，故ld＜lq。

根据上面提到的电机磁路饱和引起的凸极性原理，采用注入脉冲电压矢量的方法来判断d轴正方向。

首先通过注入脉振高频电压信号，获得转子位置的初始判断值。然后，向轴注入幅值相等、方向相反的两个脉冲电压矢量，通过比较两者对应的电流响应幅值大小，来判断转子位置估算值需不需要进行校正。

当注入脉冲电压时，定子绕组处于rl电路的零状态响应，其数学模型为：

此时电流响应为：

参考图1，rl电路在零状态响应时，由单个脉冲电压注入引起的电流响应波形分为两个阶段：前一个阶段由于脉冲电压的注入，电流上升；后一个阶段由于电感放电，电流下降。

由上面分析可知，在电机d轴上注入正反方向的脉冲电压矢量引起的电流响应峰值是不同的。

在d轴正方向注入电压矢量时磁路的饱和程度增加，电感值减小，电流响应峰值大；

在d轴负方向注入电压矢量时磁路的饱和程度减小，电感值增大，电流响应峰值小。

因此可以通过比较这两个相反方向的脉冲电压引起的电流响应峰值的大小来判断d轴正方向，进而判断初值需不需要校正为