无位置传感器矢量控制永磁同步电机的飞车启动的方法与流程

1.本发明涉及无位置传感器矢量控制永磁同步电机的飞车启动的方法。


背景技术：

2.永磁同步电机使用矢量控制能充分发挥电机的效率，并保证静音，逐渐在风机、水泵类系统上使用。
3.采用无传感器矢量控制的电机启动一直是行业中难题，因为基于电机模型的无感算法，在低速或者静止下，很难准确识别电机的转速和位置，所以通常为了克服这个问题在电机启动时采用开环电流强行拖动的方式，让转子按照预定的加速度，到达一定的转速，再逐渐切入闭环foc磁场定向控制。
4.图1是目前无位置传感器矢量控制永磁同步电机的foc磁场定向控制的流程图，图中当前转速指令spd_ref与电机实时运行的转速spd_act进行比较然后pi处理得到q轴的电流iq_ref，这是速度环的pi处理；q轴的注入电流iq_ref与q轴实时电流iq进行比较然后pi处理得到q轴电压输入矢量uq,这是第一个电流环；d轴的电流id_ref等于0与d轴实时电流id进行比较然后pi处理得到d轴电压输入矢量ud,这是第二个电流环；d轴电压输入矢量ud和q轴电压输入矢量uq经过坐标变换得到svpwm的输入，svpwm的输出经过三相逆变器，得到电机三相线圈绕组的相电流ia、ib、ic；相电流ia、ib、ic经过坐标变换得到q轴实时电流iq和d轴实时电流id。图中还有位置&速度观测器，相电流ia、ib、ic和直流母线电压作为位置&速度观测器的输入数据，位置&速度观测器输出电机实时运行的转速spd_act和坐标变换角度θ。
5.永磁同步电机pmsm的无传感器矢量控制在实际使用中会遇到飞车启动问题，所谓飞车启动在风机上通常被称作顺逆风启动—即电机在启动前以一定的速度正转或者反转，比如空调室外机通常采用永磁同步电机作为室外风机的热交换，电机在使用中经常会根据空调系统的逻辑指令停机、启动，在重新启动时电机的转子可能会因为外部气流压力或者风机惯性正在反向或者正向旋转，电机在启动时因为没有位置传感器，并不知道电机是否在旋转，如果直接采用开环强拖启动，因为转速和位置并不能识别，势必会造成电机处于发电机运行状态，会导致直流母线电压泵升，要么会触发过电压保护，要么会造成功率器件的过压损坏，所以需要对电机的飞车启动做特殊处理。
6.专利号为：201811120169.5、专利名称为：直流风机的启动控制方法及装置、室外机的发明专利提出了一个较好的解决方案，需要在电机启动前先注入零电压（3相桥电路的情况下，上下桥pwm=50%占空比），来确认电机的相电流，以便确认电机的初始转速和旋转方向，再根据转速的大小进行不同类别的启动模式，这个解决方案有两个问题，一是注入0电压矢量，当转子转速较高的时候，会导致较大的相电流，而且这个电流是不可控的，二是要根据不同的转速进入不同的处理模式，增加了处理的难度。


技术实现要素：

7.本发明的目的是提供无位置传感器矢量控制永磁同步电机的飞车启动的方法，主要解决现有技术中无位置传感器矢量控制永磁同步电机的飞车启动的方法逻辑复杂导致算法复杂、电流控制不可控导致电机有时运行在发电状态，使逆变器过压损坏功率器件，可靠性低的技术问题。
8.本发明的目的是通过以下的技术方案予以实现的：
9.无位置传感器矢量控制永磁同步电机的飞车启动的方法，其特征在于：包括如下步骤：
10.转速跟踪: 利用转速跟踪单元在飞车启动时，将电机实时运行的转速spd_act作为当前转速指令spd_ref, 令iq_ref和id_ref为0，进行foc磁场定向控制处理，降低实时的运行电流；
11.加速度自适应控制：利用加速度自适应控制单元判断是顺风启动还是逆风启动，如果是逆风启动，则令加速度a=a0,a0是设定的加速度；如果是顺风启动，则计算电压误差error等于母线电压的最大值减去母线电压的实时值，然后对电压误差error进行pi处理输出得到加速度a；
12.其中iq_ref是q轴的电流参考值，id_ref是d轴的电流参考值，转速spd_act是电机实时运行的转速，转速指令spd_ref是转速环中给定的当前转速指令。
13.上述的转速跟踪单元和加速度自适应控制单元是在foc磁场定向控制框架基础上增加的两个单元，其中:
14.转速跟踪单元是飞车启动时，将电机实时运行的转速spd_act作为当前转速指令spd_ref, 令iq_ref和id_ref为0，进行foc磁场定向控制处理，直到q轴实时电流iq小于设定q轴电流iq0，则退出转速跟踪单元并记录下当前转速指令spd_ref，iq_ref与实时电流iq比较进行pi处理形成一电流环， id_ref与d轴实时电流id比较进行pi处理形成另一电流环；
15.加速度自适应控制单元是利用退出转速跟踪单元时记录下的当前转速指令spd_ref与飞车启动目标转速spd_target进行比较，若spd_ref小于spd_target，则令加速度a=a0,a0是设定的加速度；若spd_ref大于spd_target，则计算电压误差error等于母线电压的最大值减去母线电压的实时值，然后对电压误差error进行pi处理输出得到加速度a；
16.利用加速度a和退出转速跟踪单元时记录下的当前转速指令spd_ref进行foc磁场定向控制逐步向飞车启动目标转速spd_target靠拢，最终使永磁同步电机的实时运行转速等于飞车启动目标转速spd_target。
17.上述以退出转速跟踪单元时记录下的当前转速指令spd_ref为起点，以加速度a为步距，逐步提高当前转速指令spd_ref进行foc磁场定向控制逐步向飞车启动目标转速spd_target靠拢。
18.上述若spd_ref大于spd_target，加速度a的计算如下：
[0019][0020] 其中kp ki是pi控制器的参数。
[0021]
上述的飞车启动的具体步骤如下：
[0022]
s1：各个参数初始化，令转速跟踪的标志位flag=1；
[0023]
s2:读取母线电压vbus、相电流和启动目标转速spd_target,计算得到永磁同步电机实时运行的转速spd_act 、q轴实时电流iq和d轴实时电流id；
[0024]
s3：判断转速跟踪的标志位flag是否为1；若是，则进入s4；若否，则进入s6；
[0025]
s4: 转速跟踪：将电机实时运行的转速spd_act作为当前转速指令spd_ref, 判断q轴实时电流iq是否小于设定q轴电流iq0,若否，则进入s5；若是，令转速跟踪的标志位flag=0，记录下当前转速指令spd_ref，则进入s6；
[0026]
s5：令iq_ref和id_ref为0，进行foc磁场定向控制处理，返回s2；
[0027]
s6：加速度自适应控制，当前转速指令spd_ref 是否大于目标转速spd_target，若否，则令加速度a=a0,a0是设定的加速度；若是，则计算电压误差error等于母线电压的最大值减去母线电压的实时值，然后对电压误差error进行pi处理输出得到加速度a，进入步骤7；
[0028]
s7：利用加速度a重新计算当前转速指令spd_ref，利用当前转速指令spd_ref与电机实时运行的转速spd_act进行比较后作pi处理，进行foc磁场定向控制处理，返回s2。
[0029]
上述当利用加速度a和退出转速跟踪单元时记录下的当前转速指令spd_ref进行foc磁场定向控制时，id_ref是由mtpa单元运算产生。
[0030]
本发明与现有技术相比具有有益效果是：
[0031]
1）本发明的飞车启动的方法，在启动时转速跟踪单元自动跟踪转速，并自动控制永磁同步电机pmsm的加速度，有效抑制电机反向转动发电，避免电机控制器过压的风险，使逆变器避免过压造成功率器件损坏，可靠性高。
[0032]
2）本发明的飞车启动的方法，逻辑算法简单，通过对电流和转速的控制，可以确保在启动时电流处于可控状态，并能无缝衔接电机当前转速，不会因为转速突然变化而造成的噪音。
[0033]
3）本发明的其它优点在实施例部分再展开陈述。
附图说明
[0034]
图1是现有无位置传感器矢量控制永磁同步电机的foc磁场定向控制的原理示意图。
[0035]
图2是无位置传感器矢量控制永磁同步电机原理示意图。
[0036]
图3是永磁同步电机矢量控制的各坐标系关系图；
[0037]
图4 是本发明永磁同步电机的立体图；
[0038]
图5 是本发明永磁同步电机的电机控制器的立体图；
[0039]
图6是本发明永磁同步电机的剖视图；
[0040]
图7是本发明永磁同步电机的电机控制器的原理方框图；
[0041]
图8是图7对应的电路图；
[0042]
图9是本发明的永磁同步电机的矢量控制流程图；
[0043]
图10是本发明的程序控制流程图；
[0044]
图11是图10中加速度自适应控制单元的程序控制流程图；
[0045]
图12是本发明在顺风启动时的速度、电压和加速度参数变化图；
[0046]
图13是本发明在顺风启动时的电流变化图；
[0047]
图14是本发明在逆风启动时的速度、电压和加速度参数变化图；
[0048]
图15是本发明在逆风启动时的电流变化图。
具体实施方式
[0049]
下面通过具体实施例并结合附图对本发明作进一步详细的描述。
[0050]
如图2所示，简述无位置传感器矢量控制永磁同步电机的基本工作原理（教科书有详细的描述），永磁同步电机看作是定子的旋转磁场与转子旋转磁场相互作用的结果，图中有两个坐标系，一个是转子旋转坐标系dq轴；另一个定子静止坐标系abc 坐标系（可以转换成αβ相互垂直的坐标系)；转子可以看作是励磁电流if的作用以转速wr旋转，定子可以看作是励磁电流is 的作用以转速ws旋转,图中定子的合成矢量是s；根据电磁转矩的计算公式：
[0051][0052]
p0是电机的极对数（常数），ψf 是励磁电流if的作用产生的磁链，由于转子是永磁转子，if=0,ψf 变成常数，电磁转矩的公式变成：
[0053][0054]
k是一个常数，永磁同步电机电磁转矩te只与q轴电流有关。
[0055] 如图3所示，定子静止坐标系abc 坐标系用αβ相互垂直的坐标系代替。定子静止坐标系是αβ的坐标系，转子旋转坐标系是dq坐标系，αβ的坐标系与dq坐标系的夹角是θ。
[0056]
如图4、图5、图6所示，举例：假设本发明是一种无位置传感器矢量控制的三相永磁同步电机, 由电机控制器2和电机单体1（图8中用m表示）, 所述的电机单体1包括定子组件12、转子组件13和机壳组件11，定子组件13安装在机壳组件11上，转子组件13套装在定子组件12的内侧或者外侧组成，电机控制器2包括控制盒22和安装在控制盒22里面的控制线路板21，控制线路板21一般包括电源电路、微处理器、母线电压检测电路、逆变器，电源电路为各部分电路供电，母线电压检测电路将直流母线电压vbus输入到微处理器，微处理器控制逆变器，逆变器控制定子组件12的各相线圈绕组的通断电, 微处理器采用单片机mcu。
[0057]
如图7、图8所示，假设3相无刷直流永磁同步电机的相电流检测电路将各相的电流ia、ib、ic 输入到微处理器。交流输入（ac input）经过由二级管d7、d8、d9、d10组成的全波整流电路后，在电容c1的一端输出直流母线电压vbus,直流母线电压vbus与输入交流电压有关，微处理器输入一定占空比的pwm信号到逆变器，逆变器由电子开关管q1、q2、q3、q4、q5、q6组成，电子开关管q1、q2、q3、q4、q5、q6的控制端分别由微处理器输出的6路pwm信号（p1、p2、p3、p4、p5、p6)控制。一定占空比的pwm信号是指占空比为duty的pwm信号。
[0058] 如图3和图9所示，利用各相的电流ia、ib、ic 可以计算出的d轴实时电流id和q轴实时电流iq，利用位置&速度观测器可以得到αβ的坐标系与dq坐标系的夹角是θ和永磁同步电机实时运行的转速spd_act，电机微处理器里面可设置有磁通观测器，利用d轴实时电流id、q轴实时电流iq、夹角是θ、电机电阻、电感和电机实时运行的转速spd_act等参数可以计算出磁通φ，这些在教科书都有记载，在此不再叙述。
[0059]
如图9所示，本发明无位置传感器矢量控制永磁同步电机的飞车启动的方法，其特征在于：包括如下步骤：
[0060]
转速跟踪: 利用转速跟踪单元在飞车启动时，将电机实时运行的转速spd_act作为当前转速指令spd_ref, 令iq_ref和id_ref为0，进行foc磁场定向控制处理，降低实时的运行电流；
[0061]
加速度自适应控制：利用加速度自适应控制单元判断是顺风启动还是逆风启动，如果是逆风启动，则令加速度a=a0,a0是设定的加速度；如果是顺风启动，则计算电压误差error等于母线电压的最大值减去母线电压的实时值，然后对电压误差error进行pi处理输出得到加速度a；
[0062]
其中iq_ref是q轴的电流参考值，id_ref是d轴的电流参考值，转速spd_act是电机实时运行的转速，转速指令spd_ref是转速环中给定的当前转速指令。
[0063]
上述的转速跟踪单元和加速度自适应控制单元是在foc磁场定向控制框架基础上增加的两个单元，其中:
[0064]
转速跟踪单元是飞车启动时，将电机实时运行的转速spd_act作为当前转速指令spd_ref, 令iq_ref和id_ref为0，进行foc磁场定向控制处理，直到q轴实时电流iq小于设定q轴电流iq0，则退出转速跟踪单元并记录下当前转速指令spd_ref，iq_ref与实时电流iq比较进行pi处理形成一电流环， id_ref与d轴实时电流id比较进行pi处理形成另一电流环；
[0065]
加速度自适应控制单元是利用退出转速跟踪单元时记录下的当前转速指令spd_ref与飞车启动目标转速spd_target进行比较，若spd_ref小于spd_target，则令加速度a=a0,a0是设定的加速度；若spd_ref大于spd_target，则计算电压误差error等于母线电压的最大值减去母线电压的实时值，然后对电压误差error进行pi处理输出得到加速度a；
[0066]
利用加速度a和退出转速跟踪单元时记录下的当前转速指令spd_ref进行foc磁场定向控制逐步向飞车启动目标转速spd_target靠拢，最终使永磁同步电机的实时运行转速等于飞车启动目标转速spd_target。加速度自适应控制单元的主要作用是以退出转速跟踪单元时记录下的当前转速指令spd_ref为起点，以加速度a为步距，逐步提高当前转速指令spd_ref进行foc磁场定向控制逐步向飞车启动目标转速spd_target靠拢。
[0067]
本发明在foc磁场定向控制框架基础上增加了飞车启动时使用的转速跟踪单元、加速度自适应控制单元、mtpa单元，所谓飞车启动是指在风机上通常被称作顺逆风启动或者逆风启动—即电机在启动前以一定的速度正转或者反转，当无位置传感器矢量控制永磁同步电机接收到飞车启动的指令时： 首先进行转速跟踪，即启动转速跟踪单元，将电机实时运行的转速spd_act作为当前转速指令spd_ref, 启动转速跟踪单元令iq_ref和id_ref都为0，进行foc磁场定向控制处理，直到q轴实时电流iq小于设定q轴电流iq0，则退出转速跟踪单元并记录下当前转速指令spd_ref，其中，iq_ref是q轴的电流参考值，iq_ref与实时电流iq比较进行pi处理形成一电流环，id_ref是d轴的电流参考值, id_ref与d轴实时电流id比较进行pi处理形成另一电流环；设定q轴电流iq0是一个安全限制的电流，确保准备速度突变时，d轴实时电流id和q轴实时电流iq不至于过大。
[0068]
若spd_ref大于spd_target，加速度a的计算如下：
[0069][0070] 其中kp ki是pi控制器的参数。
[0071]
本发明的无位置传感器矢量控制永磁同步电机的飞车启动的方法的具体步骤如下,如图10和图11所示：
[0072]
s1：各个参数初始化，令转速跟踪的标志位flag=1；
[0073]
s2:读取母线电压vbus、相电流和启动目标转速spd_target,计算得到永磁同步电机实时运行的转速spd_act 、q轴实时电流iq和d轴实时电流id；
[0074]
s3：判断转速跟踪的标志位flag是否为1；若是，则进入s4；若否，则进入s6；
[0075]
s4: 转速跟踪：将电机实时运行的转速spd_act作为当前转速指令spd_ref, 判断q轴实时电流iq是否小于设定q轴电流iq0,若否，则进入s5；若是，令转速跟踪的标志位flag=0，记录下当前转速指令spd_ref，则进入s6；
[0076]
s5：令iq_ref和id_ref都为0，进行foc磁场定向控制处理，返回s2；
[0077]
s6：加速度自适应控制，当前转速指令spd_ref 是否大于目标转速spd_target，若否，则令加速度a=a0,a0是设定的加速度；若是，则计算电压误差error等于母线电压的最大值减去母线电压的实时值，然后对电压误差error进行pi处理输出得到加速度a，进入步骤7；
[0078]
s7：利用加速度a重新计算当前转速指令spd_ref，利用当前转速指令spd_ref与电机实时运行的转速spd_act进行比较后作pi处理，进行foc磁场定向控制处理，返回s2。
[0079]
上述当利用加速度a和退出转速跟踪单元时记录下的当前转速指令spd_ref进行foc磁场定向控制时，id_ref是由mtpa单元运算产生。mtpa单元是最大力矩每安培的计算，目的是在每安培可获得的最大力矩时，需要id_ref是多少，这是教课书或者专利文献上都有叙述，是现有技术，在此不在叙述。当退出转速跟踪单元时，q轴的电流iq_ref由当前转速指令spd_ref与电机实时运行的转速spd_act之差决定，转速差err_spd=spd_ref-spd_act，而利用速度环pi可以得到iq_ref:
[0080][0081]
kp ki是pi控制器的参数。
[0082]
利用速度环pi输出的iq_ref和mtpa单元运算产生的id_ref进行foc磁场定向控制，得到最大力矩每安培的效果。
[0083]
如图12、图13所示，对使用无位置传感器矢量控制永磁同步电机的飞车启动的方法的电机进行测试，顺风情况下（高速顺风启动300hz)的飞车启动可能会造成瞬间升压，本发明的解决思路对策是：
[0084]
1．先进行转速跟踪，即启动转速跟踪单元，将电机实时运行的转速spd_act作为当前转速指令spd_ref，iq_ref和id_ref都设定为0，同时监控q轴实时电流iq值，如果iq值足够小的时候，退出顺风锁相（即退出转速跟踪单元），进入正常转速设定，即进入加速度自适应控制单元。
[0085]
2. 在转速跟踪过程电压上升后，实际转速下降，设定的当前转速指令spd_ref也随之下降；
[0086]
3. 在转速跟踪过程加速度被pi计算为0，在进入正常转速设定时，根据电压误差pi调整加速度实时值。
[0087]
4.加速度逐渐恢复后，当前转速指令spd_ref逐渐跟上启动目标转速spd_target。
[0088]
高速顺风启动(300hz)的测试图（图12）中，顶部图形为速度给定的目标转速spd_target与反馈（电机实时运行的转速spd_act），中间图形为母线电压，下底部图形为加速度变化，其中只有在转速追踪过程中有较大电压波动(可以被电容吸收)，完成转速跟踪后平滑加速到给定转速目标转速spd_target。图13中，飞车启动过程电流的最大波动在1.267a以下，完全满足设计要求。
[0089]
如图14、图15所示，对使用无位置传感器矢量控制永磁同步电机的飞车启动的方法的电机进行测试，逆风情况下（高速逆风启动300hz)的飞车启动可能会造成瞬间升压，本发明的解决思路对策是：
[0090] 1．先进行转速跟踪，即启动转速跟踪单元，将电机实时运行的转速spd_act作为当前转速指令spd_ref，iq_ref和id_ref都设定为0，同时监控q轴实时电流iq值，如果iq值足够小的时候，退出顺风锁相（即退出转速跟踪单元），估算转速（即电机实时运行的转速spd_act）会逐渐减小，这是刹车，电压小幅上升；
[0091]
2. 启动瞬间会让电压上升，随着跟踪转速成功，加速度变为0，iq会下降，当iq值小于阈值（即设定q轴电流iq0）后，减速度开始上升，进入正转矩控制模式，电压有可能再上升，电机实时运行的转速spd_act快到0时，加速度限制到最低，正转后，进入正常运行模式，即以加速度a=a0开始加速，直到当前转速指令spd_ref逐渐跟上启动目标转速spd_target。
[0092]
从图14所示，飞车启动过程只有在转速追踪过程中有较大电压(可以被电容吸收)，完成追踪，开始由-300hz减速，减速过程中，母线电压被限制在20v附近，相应的，加速度由500hz每秒，降低到约200hz每秒。当母线电压下降后，加速度逐渐过度到设定加速度a0。随后切入低速段过零点，再按照设定的加速度加速到300hz。图15中 ，飞车启动过程电流的最大波动在933ma以下，完全满足设计要求。
[0093]
本发明的飞车启动的方法，在启动时转速跟踪单元自动跟踪转速，并自动控制永磁同步电机的加速度，有效抑制电机反向转动发电，避免电机控制器过压的风险，使逆变器避免过压造成功率器件损坏，可靠性高。本发明的飞车启动的方法，逻辑算法简单，通过对电流和转速的控制，可以确保在启动时电流处于可控状态，并能无缝衔接电机当前转速，不会因为转速突然变化而造成的噪音。
[0094]
以上实施例为本发明的较佳实施方式，但本发明的实施方式不限于此，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.无位置传感器矢量控制永磁同步电机的飞车启动的方法，其特征在于：包括如下步骤：转速跟踪: 利用转速跟踪单元在飞车启动时，将电机实时运行的转速spd_act作为当前转速指令spd_ref, 令iq_ref和id_ref为0，进行foc磁场定向控制处理，降低实时的运行电流；加速度自适应控制：利用加速度自适应控制单元判断是顺风启动还是逆风启动，如果是逆风启动，则令加速度a=a0,a0是设定的加速度；如果是顺风启动，则计算电压误差error等于母线电压的最大值减去母线电压的实时值，然后对电压误差error进行pi处理输出得到加速度a；其中iq_ref是q轴的电流参考值，id_ref是d轴的电流参考值，转速spd_act是电机实时运行的转速，转速指令spd_ref是转速环中给定的当前转速指令。2.根据权利要求1所述的无位置传感器矢量控制永磁同步电机的飞车启动的方法，其特征在于：转速跟踪单元和加速度自适应控制单元是在foc磁场定向控制框架基础上增加的两个单元，其中:转速跟踪单元是飞车启动时，将电机实时运行的转速spd_act作为当前转速指令spd_ref, 令iq_ref和id_ref为0，进行foc磁场定向控制处理，直到q轴实时电流iq小于设定q轴电流iq0，则退出转速跟踪单元并记录下当前转速指令spd_ref，iq_ref与实时电流iq比较进行pi处理形成一电流环， id_ref与d轴实时电流id比较进行pi处理形成另一电流环；加速度自适应控制单元是利用退出转速跟踪单元时记录下的当前转速指令spd_ref与飞车启动目标转速spd_target进行比较，若spd_ref小于spd_target，则令加速度a=a0,a0是设定的加速度；若spd_ref大于spd_target，则计算电压误差error等于母线电压的最大值减去母线电压的实时值，然后对电压误差error进行pi处理输出得到加速度a；利用加速度a和退出转速跟踪单元时记录下的当前转速指令spd_ref进行foc磁场定向控制逐步向飞车启动目标转速spd_target靠拢，最终使永磁同步电机的实时运行转速等于飞车启动目标转速spd_target。3.根据权利要求2所述的无位置传感器矢量控制永磁同步电机的飞车启动的方法，其特征在于：以退出转速跟踪单元时记录下的当前转速指令spd_ref为起点，以加速度a为步距，逐步提高当前转速指令spd_ref进行foc磁场定向控制逐步向飞车启动目标转速spd_target靠拢。4.根据权利要求3所述的无位置传感器矢量控制永磁同步电机的飞车启动的方法，其特征在于：若spd_ref大于spd_target，加速度a的计算如下：； 其中kp ki是pi控制器的参数。5.根据权利要求1或2或3或4所述的无位置传感器矢量控制永磁同步电机的飞车启动的方法，其特征在于：飞车启动的具体步骤如下：s1：各个参数初始化，令转速跟踪的标志位flag=1；s2:读取母线电压vbus、相电流和启动目标转速spd_target,计算得到永磁同步电机实
时运行的转速spd_act 、q轴实时电流iq和d轴实时电流id；s3：判断转速跟踪的标志位flag是否为1；若是，则进入s4；若否，则进入s6；s4: 转速跟踪：将电机实时运行的转速spd_act作为当前转速指令spd_ref, 判断q轴实时电流iq是否小于设定q轴电流iq0,若否，则进入s5；若是，令转速跟踪的标志位flag=0，记录下当前转速指令spd_ref，则进入s6；s5：令iq_ref和id_ref为0，进行foc磁场定向控制处理，返回s2；s6：加速度自适应控制，当前转速指令spd_ref 是否大于目标转速spd_target，若否，则令加速度a=a0,a0是设定的加速度；若是，则计算电压误差error等于母线电压的最大值减去母线电压的实时值，然后对电压误差error进行pi处理输出得到加速度a，进入步骤7；s7：利用加速度a重新计算当前转速指令spd_ref，利用当前转速指令spd_ref与电机实时运行的转速spd_act进行比较后作pi处理，进行foc磁场定向控制处理，返回s2。6.根据权利要求5所述的无位置传感器矢量控制永磁同步电机的飞车启动的方法，其特征在于：当利用加速度a和退出转速跟踪单元时记录下的当前转速指令spd_ref进行foc磁场定向控制时，id_ref是由mtpa单元运算产生。

技术总结
本发明公开了无位置传感器矢量控制永磁同步电机的飞车启动的方法，利用转速跟踪单元在飞车启动时，将电机实时运行的转速Spd_act作为当前转速指令Spd_ref,令Iq_ref和Id_ref为0，进行FOC磁场定向控制处理，直到q轴实时电流Iq小于设定q轴电流Iq0，则退出转速跟踪单元并记录下当前转速指令Spd_ref；加速度自适应控制单元是将当前转速指令Spd_ref与飞车启动目标转速Spd_target进行比较，若Spd_ref小于Spd_target，则令加速度a=a0；若Spd_ref大于Spd_target，则计算电压误差error，然后对电压误差error进行PI处理输出得到加速度a；它有效抑制电机反向转动发电，避免电机控制器过压的风险，可靠性高，逻辑算法简单，并能无缝衔接电机当前转速。机当前转速。机当前转速。


技术研发人员：边文清
受保护的技术使用者：中山大洋电机股份有限公司
技术研发日：2023.08.10
技术公布日：2023/9/9