一种永磁同步电机转子初始位置角度的定位方法和系统与流程

1.本发明属于永磁同步电机技术领域，更具体的说，尤其涉及一种永磁同步电机转子初始位置角度的定位方法和系统。


背景技术：

2.为了达到优良的控制性能，交流永磁同步电机一般都采用闭环矢量控制方法。永磁同步电机矢量控制的一个关键问题是需要获取转子磁场的准确位置角度；通常在获取磁极位置角度时，需要在电机轴端连接一个绝对位置角度编码器，以检测永磁同步电机的速度和磁极位置角度，但是对于无编码器的电机在启动阶段无法得到转子磁极的位置角度，需要开环控制电机启动，直到检测编码器的基准信号以后，矢量控制才可以正常使用。
3.目前解决初始位置角度不确定情况下永磁同步电机起动的最优方法还是在静止情况下检测出磁极的准确初始位置角度，然后再启动，从而实现最大电流启动。但是现有技术提供的永磁同步电机磁场初始位置角度角检测的方法，多数都是利用永磁同步电机在弱磁和助磁情况下的电感大小不同来检测，初始位置角度角度检测的精度不能保证，不具有太大的实用价值。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种永磁同步电机转子初始位置角度的定位方法和系统，用于够在电机静止的情况下，准确、快速检测永磁同步电机初始磁极位置角度。
5.本技术第一方面公开了一种永磁同步电机转子初始位置角度的定位方法，包括：
6.设置假设磁极位置角度；其中，所述假设磁极位置角度对应转子磁场定向的同步坐标轴系为d0—q0轴；d0轴为与定子磁场同方向，q0轴为与定子磁场正交方向；
7.使q0轴累加电流清零，并向电机输入正方向和负方向的周期变化的d0轴电流，在所述周期内电机保持静止；
8.判断一个周期内q0轴累加电流是否小于设定阈值；
9.若一个周期内q0轴累加电流小于所述设定阈值，则以所述假设磁极位置角度为转子的初始位置角度，检测结束；
10.若一个周期内q0轴累加电流大于等于设定阈值，则根据q0轴累加电流的极性调整所述假设磁极位置角度，并返回执行使q0轴累加电流清零，并向电机输入正方向和负方向的周期变化的d0轴电流，在所述周期内电机保持静止的步骤。
11.可选的，所述周期包括d0轴电流向正方向增加到设定电流，回到零电流后再往负的方向增加到设定电流，再回到零电流。
12.可选的，所述根据q0轴累加电流的极性调整所述假设磁极位置角度，包括：
13.判断所述q0轴累加电流的极性是否为正；
14.若所述q0轴累加电流的极性为正，则将所述假设磁极位置角度加上临时步长角作为新的假设磁极位置角度；
15.若所述q0轴累加电流的极性为负，则将所述假设磁极位置角度减去所述临时步长角作为新的假设磁极位置角度。
16.可选的，所述将所述假设磁极位置角度加上临时步长角作为新的假设磁极位置角度，包括：
17.判断所述q0轴累加电流的极性是否与上一周期内的q0轴累加电流极性相同；
18.若所述q0轴累加电流的极性与上一周期的累加电流极性相同，则将所述假设磁极位置角度加上所述临时步长角作为新的假设磁极位置角度；
19.若所述q0轴累加电流的极性与上一周期的累加电流极性不相同，则先减小所述临时步长角作为新的临时步长角，再执行所述将假设磁极位置角度加上所述临时步长角作为新的假设磁极位置角度的步骤。
20.可选的，所述将所述假设磁极位置角度减去所述临时步长角作为新的假设磁极位置角度，包括：
21.判断所述q0轴累加电流的极性是否与上一周期内的q0轴累加电流极性相同；
22.若所述q0轴累加电流的极性与上一周期的累加电流极性相同，则将所述假设磁极位置角度减去所述临时步长角作为新的假设磁极位置角度；
23.若所述q0轴累加电流的极性与上一周期的累加电流极性不相同，则先减小所述临时步长角作为新的临时步长角，然后执行将所述假设磁极位置角度减去所述临时步长角作为新的假设磁极位置角度的步骤。
24.可选的，在所述假设磁极位置角度减去所述临时步长角作为新的假设磁极位置角度之后，还包括：
25.若所述临时步长角在预设接受范围内，则确定所述假设磁极位置角度和所述实际位置角度的偏差，己经小于误差允许的偏差，将所述假设磁极位置角度作为所述初始位置角度。
26.本技术第二方面公开了一种永磁同步电机转子初始位置角度的定位系统，包括：
27.设置单元，用于设置假设磁极位置角度；其中，所述假设磁极位置角度对应转子磁场定向的同步坐标轴系为d0—q0轴；d0轴为与定子磁场同方向，q0轴为与定子磁场正交方向；
28.电流调节单元，用于使q0轴累加电流清零，并向电机输入正方向和负方向的周期变化的d0轴电流，在所述周期内电机保持静止；
29.判断单元，用于判断一个周期内q0轴累加电流是否小于设定阈值；
30.若一个周期内q0轴累加电流小于所述设定阈值，则以所述假设磁极位置角度为转子的初始位置角度，检测结束；
31.位置角度调整单元，用于若一个周期内q0轴累加电流大于等于设定阈值，则根据q0轴累加电流的极性调整所述假设磁极位置角度，并触发所述电流调节单元继续输入d0轴电流。
32.可选的，位置角度调整单元，包括：
33.第一极性判断子单元，用于判断所述q0轴累加电流的极性是否为正；
34.第一位置角度调整子单元，用于若所述第一极性判断子单元判定所述q0轴累加电流的极性为正，则将所述假设磁极位置角度加上临时步长角作为新的假设磁极位置角度；
35.第二位置角度调整子单元，用于若所述q0轴累加电流的极性为负，则将所述假设磁极位置角度减去所述临时步长角作为新的假设磁极位置角度。
36.可选的，第一位置角度调整子单元，包括：
37.第二极性判断子单元，用于判断所述q0轴累加电流的极性是否与上一周期内的q0轴累加电流极性相同；
38.第三位置角度调整子单元，用于若所述q0轴累加电流的极性与上一周期的累加电流极性相同，则将假设磁极位置角度加上所述临时步长角作为新的假设磁极位置角度；
39.第四位置角度调整子单元，用于若所述q0轴累加电流的极性与上一周期的累加电流极性不相同，则先减小所述临时步长角作为新的临时步长角，再所述将假设磁极位置角度加上所述临时步长角作为新的假设磁极位置角度。
40.可选的，第二位置角度调整子单元，包括：
41.第三极性判断子单元，用于判断所述q0轴累加电流的极性是否与上一周期内的q0轴累加电流极性相同；
42.第五位置角度调整子单元，用于若所述q0轴累加电流的极性与上一周期的累加电流极性相同，则将所述假设磁极位置角度减去所述临时步长角作为新的假设磁极位置角度；
43.第六位置角度调整子单元，用于若所述q0轴累加电流的极性与上一周期的累加电流极性不相同，则减小所述临时步长角作为新的临时步长角，然后将所述假设磁极位置角度减去所述临时步长角作为新的假设磁极位置角度。
44.从上述技术方案可知，本发明提供的一种永磁同步电机转子初始位置角度的定位方法，包括：设置假设磁极位置角度；使q0轴累加电流清零，并向电机输入正方向和负方向的周期变化的d0轴电流，在周期内电机保持静止；判断一个周期内q0轴累加电流是否小于设定阈值；若一个周期内q0轴累加电流小于设定阈值，则以假设磁极位置角度为转子的初始位置角度，检测结束；若一个周期内q0轴累加电流大于等于设定阈值，则根据q0轴累加电流的极性调整假设磁极位置角度；也即通过控制输入d0轴的电流，并根据q0轴累加电流的极性调整假设磁极位置角度的方向，最终获得转子的磁极位置角度；从而能够在电机静止的情况下，准确、快速检测永磁同步电机初始磁极位置角度的方法，使得永磁同步电机能够以矢量控制方式实现最大转矩起动，从根本上解决永磁同步电机不带绝对位置角度检测装置下的起动问题。
附图说明
45.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
46.图1是本发明实施例提供的一种永磁同步电机转子初始位置角度的定位方法的流程图；
47.图2是本发明实施例提供的另一种永磁同步电机转子初始位置角度的定位方法的流程图；
48.图3是本发明实施例提供的另一种永磁同步电机转子初始位置角度的定位方法的流程图；
49.图4是本发明实施例提供的另一种永磁同步电机转子初始位置角度的定位方法的流程图；
50.图5是本发明实施例提供的一种永磁同步电机转子初始位置角度的定位方法中坐标示意图；
51.图6是本发明实施例提供的一种永磁同步电机转子初始位置角度的定位系统的示意图；
52.图7是本发明实施例提供的另一种永磁同步电机转子初始位置角度的定位系统的示意图；
53.图8是本发明实施例提供的一种永磁同步电机转子初始位置角度的定位系统的电流的给定方式示意图。
具体实施方式
54.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
55.在本技术中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
56.本技术实施例提供了一种永磁同步电机转子初始位置角度的定位方法，用于解决现有技术中利用永磁同步电机在弱磁和助磁情况下的电感大小不同来检测，初始位置角度角度检测的精度不能保证，不具有太大的实用价值的问题。
57.参见图1，该永磁同步电机转子初始位置角度的定位方法，包括：
58.s101、设置假设磁极位置角度。
59.其中，假设磁极位置角度对应转子磁场定向的同步坐标轴系为d0—q0轴；d0轴为与定子磁场同方向，q0轴为与定子磁场正交方向。
60.需要说明的是，本技术利用永磁同步电机的特性，在电机启动前获取转子磁极的初始位置角度角，也即转子的实际磁极位置角度；从而使得永磁同步电机能够以矢量控制方式实现最大转矩起动，从根本上解决永磁同步电机不带绝对位置角度检测装置下的起动问题。
61.具体的，电机转子的磁场如图5所示，其对应的磁场定向的同步坐标轴系为d—q轴，其中d轴为与定子磁场同方向，q轴为与定子磁场正交方向。
62.同时，本技术假设一个假设磁极位置角度，假设磁极位置角度对应转子磁场定向的同步坐标轴系为d0—q0轴，其中d0轴为与定子磁场同方向，q0轴为与定子磁场正交方向。
63.s102、使q0轴累加电流清零，并向电机输入正方向和负方向的周期变化的d0轴电
流，在周期内电机保持静止。
64.使q0轴累加电流清零可以通过软件中的一个信号实现，此处不再一一赘述，视实际情况而定即可，均在申请的保护范围内。
65.在设置假设磁极位置角度之后，控制假设磁极位置角度对应的d0轴电流从小变大，如果d0轴和实际位置角度对应的d轴存在偏差，则合成磁场的位置角度将向d0轴方向移动，在磁场移动过程中，假设磁极位置角度的q0轴上等效绕组切割磁力线，从而在q0轴产生电流。
66.d0轴和d轴偏差角度的方向不同，假设磁极位置角度的q0轴上出现的电流方向也将不同。
67.如果假设磁极位置角度对应的d0轴和实际位置角度的d轴重合，在控制d0轴电流从小变大的过程中，磁场将不会旋转，在q0轴上不会切割磁力线，也就不会产生电流。
68.因此，可以控制d0轴电流变化，检测q0轴的电流极性来确定假设磁极位置角度逼近实际磁极位置角度的方向，逐步调整假设的磁极位置角度角。
69.通过这样的控制和判断，使得假设磁极位置角度逐渐收敛到实际磁极位置角度，如果q0轴电流很小后认为假设磁极位置角度己经和实际磁极位置角度重合，实现初始磁极位置角度的检测。
70.需要说明的是，假设电机的d0轴方向的正方向电流和负方向电流大小相等、持续时间相同。
71.s103、判断一个周期内q0轴累加电流是否小于设定阈值。
72.该设定阈值的具体取值，此处不再一一赘述，视实际情况而定即可，均在本技术的保护范围内。
73.该设定阈值可以是设置为足够认为假设磁刺位置角度已经和实际磁极位置角度重合的范围。
74.也就是说，当该q0轴累加电流小于该设定阈值，则认为假设磁极位置角度已经和实际磁极位置角度重合，当该q0轴累加电流大于等于该设定阈值，则认为假设磁极位置角度与实际磁极位置角度差距较大，还需要再调整假设磁极位置角度；进而假设磁极位置角度与实际磁极位置角度的误差满足误差范围，将该假设磁极位置角度作为实际磁极位置角度，也即将该假设磁极位置角度作为转子的初始位置角度。
75.在实际应用中，周期包括d0轴电流向正方向增加到设定电流，回到零电流后再往负的方向增加到设定电流，再回到零电流。
76.具体的，一个周期内q0轴累加电流值在d0轴的电流正方向增加过程中累加、在d0轴的电流负方向增加过程中累减。
77.若一个周期内q0轴累加电流大于等于设定阈值，则执行步骤s104。
78.s104、根据q0轴累加电流的极性调整假设磁极位置角度。
79.需要说明的是，q0轴累加电流的极性调整假设磁极位置角度，以使假设磁极位置角度趋近于实际磁极位置角度。
80.具体的，q0轴累加电流的极性可以说明假设磁极位置角度与实际磁极位置角度的相对关系。
81.进而通过d0轴电流变化，检测q0轴的电流极性来确定假设磁极位置角度逼近实际
磁极位置角度的方向，逐步调整假设的磁极位置角度角。
82.在步骤s104之后返回执行步骤s102所涉及的向电机输入正方向和负方向的周期变化的d0轴电流，在周期内电机保持静止。
83.若一个周期内q0轴累加电流小于设定阈值，则执行步骤s105。
84.s105、以假设磁极位置角度为转子的初始位置角度，检测结束。
85.该q0轴累加电流小于该设定阈值，则认为假设磁极位置角度已经和实际磁极位置角度重合，因此，可以将该假设磁极位置角度作为转子的初始位置角度，完成永磁同步电机转子初始位置角度的定位。
86.在本实施例中，通过控制输入d0轴的电流，并根据q0轴累加电流的极性调整假设磁极位置角度的方向，最终获得转子的磁极位置角度；从而能够在电机静止的情况下，准确、快速检测永磁同步电机初始磁极位置角度的方法，使得永磁同步电机能够以矢量控制方式实现最大转矩起动，从根本上解决永磁同步电机不带绝对位置角度检测装置下的起动问题。
87.在实际应用中，参见图2，步骤s104、根据q0轴累加电流的极性调整假设磁极位置角度，包括：
88.s201、判断q0轴累加电流的极性是否为正。
89.若q0轴累加电流的极性为正，则执行步骤s202。
90.s202、将假设磁极位置角度加上临时步长角作为新的假设磁极位置角度。
91.若q0轴累加电流的极性为负，则执行步骤s203。
92.s203、将假设磁极位置角度减去临时步长角作为新的假设磁极位置角度。
93.在步骤s202和步骤s203之后，均返回执行步骤s102所涉及的向电机输入正方向和负方向的周期变化的d0轴电流，在周期内电机保持静止。
94.也就是说，一个周期内q0轴累加电流值在d0轴的电流正方向增加过程中累加、在d0轴的电流负方向增加过程中累减。
95.进而需要先判断q0轴累加电流的极性；若为正，则假设磁极位置角度加上临时步长角作为新的假设磁极位置角度，实现q0轴累加电流值在d0轴的电流正方向增加过程中累加；若为负，则将假设磁极位置角度减去临时步长角作为新的假设磁极位置角度，实现q0轴累加电流值在d0轴的电流负方向增加过程中累减。
96.需要说明的是，为了加快调整的时间，可以首先设置一个较大的临时步长角，例如30
°
，并在调整过程中减小临时步长角，如表1所示。其中
∑
q0为q0轴累加电流，θ为假设磁极位置角度，δθ为临时步长角。
97.表1：调整假设磁极位置角度的决策表
98.99.具体的，结合表1，通过图3和图4的方法实现调整假设磁极位置角度。
100.在实际应用中，参见图3、步骤s202、将假设磁极位置角度加上临时步长角作为新的假设磁极位置角度，包括：
101.s301、判断q0轴累加电流的极性是否与上一周期内的q0轴累加电流极性相同。
102.若q0轴累加电流的极性与上一周期的累加电流极性相同，则执行步骤s302。
103.s302、将假设磁极位置角度加上临时步长角作为新的假设磁极位置角度。
104.在步骤s302之后，执行步骤s102所涉及的向电机输入正方向和负方向的周期变化的d0轴电流，在周期内电机保持静止。
105.若q0轴累加电流的极性与上一周期的累加电流极性不相同，则执行步骤s303，再执行步骤s302。
106.s303、减小临时步长角作为新的临时步长角。
107.具体的，可以是以临时步长角的一半作为递减值。
108.该临时步长角的递减值的具体内容，此出处不做具体限定，视实际情况而定即可，均在本技术的保护范围内。
109.需要说明的是的，如果磁极变化的临时步长角θ己经减小到能够接受的范围以内，则认为假设磁极位置角度和实际位置角度的偏差己经小于误差允许的偏差minθ，认为此时的假设磁极位置角度就是实际位置角度。
110.在实际应用中，参见图4，步骤s203、将假设磁极位置角度减去临时步长角作为新的假设磁极位置角度，包括：
111.s401、判断q0轴累加电流的极性是否与上一周期内的q0轴累加电流极性相同。
112.若q0轴累加电流的极性与上一周期的累加电流极性相同，则执行步骤s402。
113.s402、将假设磁极位置角度减去临时步长角作为新的假设磁极位置角度。
114.若q0轴累加电流的极性与上一周期的累加电流极性不相同，则先执行步骤s303，再执行步骤s402。
115.s403、减小临时步长角作为新的临时步长角。
116.该临时步长角的递减值，此出处不做具体限定，视实际情况而定即可，均在本技术的保护范围内。
117.需要说明的是，如果磁极变化的临时步长角θ己经减小到能够接受的范围以内，则认为假设磁极位置角度和实际位置角度的偏差己经小于误差允许的偏差minθ，认为此时的假设磁极位置角度就是实际位置角度。
118.在实际应用中，在步骤s104、假设磁极位置角度减去临时步长角作为新的假设磁极位置角度之后，还包括：
119.若临时步长角在预设接受范围内，则确定假设磁极位置角度和实际位置角度的偏差，己经小于误差允许的偏差，将假设磁极位置角度作为初始位置角度。
120.如果磁极变化的临时步长角θ己经减小到能够接受的范围以内，则认为假设磁极位置角度和实际位置角度的偏差己经小于误差允许的偏差minθ，认为此时的假设磁极位置角度就是实际位置角度。
121.本技术另一实施例提供了一种永磁同步电机转子初始位置角度的定位系统。
122.参见图6，该永磁同步电机转子初始位置角度的定位系统，包括：
123.设置单元251，用于设置假设磁极位置角度。
124.其中，假设磁极位置角度对应转子磁场定向的同步坐标轴系为d0—q0轴；d0轴为与定子磁场同方向，q0轴为与定子磁场正交方向。
125.电流调节单元21，用于使q0轴累加电流清零，并向电机输入正方向和负方向的周期变化的d0轴电流，在周期内电机保持静止。
126.电流调节单元21向电机输入作正方向和负方向的周期变化的d0轴电流。该电流调节单元21控制在一个周期内电机保持静止。
127.在电流调节单元21控制下的d0轴参考电流的给定方式如图8所示，d0轴参考电流先向正方向增加到设定电流(一般设置为电机额定电流的50％)，回到零电流后再往负的方向增加到设定电流，再回到零电流。按照这样的周期控制d0轴电流，直到假设磁极位置角度和实际磁极位置角度的偏差量满足要求。其中，d0轴正电流的维持时间和负电流的维持时间都是δt(例如该时间可以设置为20个电流环控制周期，10khz载波频率下，δt可设置为2ms)，该时间的确定依据是确保初始位置角度检测过程中，电机不转动(电机的力矩在一个周期内抵消)，为亳秒级的时间。零参考电流的维持时间需要确保d0轴电流实际恢复到零电流。
128.判断单元252，用于判断一个周期内q0轴累加电流是否小于设定阈值。
129.若一个周期内q0轴累加电流小于设定阈值，则以假设磁极位置角度为转子的初始位置角度，检测结束。
130.上述设定阈值可根据实际情况设定，例如当δt设置为20个电流环控制周期的情况下，累加电流的判断阀值可以设置为电机额定电流的10％，即能够满足精度要求。设置的阈值越小，结果越精确。
131.位置角度调整单元253，用于若一个周期内q0轴累加电流大于等于设定阈值，则根据q0轴累加电流的极性调整假设磁极位置角度，并触发电流调节单元21继续输入d0轴电流。
132.具体的，位置角度调整单元253用于在q0轴累加电流大于等于设定阈值时根据q0轴累加电流的极性调整假设磁极位置角度，并使电流调节单元21继续输入d0轴电流。
133.如图7所示，初始位置角度检测单元25是一个软件模块，用于实现假设磁极位置角度向实际位置角度的逼近，其进一步包括设置单元251、判断单元252以及位置角度调整单元253。
134.需要说明的是，该定位系统还可以包括：矢量反变换单元22、逆变单元23、矢量变换单元24。
135.电流调节单元21是一个比例调节器。q0轴开环控制，固定给零电压。矢量变换单元24、矢量反变换单元22是矢量控制的坐标变换模块，矢量变换单元24把检测到的两相定子电流变换到假设的转子磁场定向同步轴系下d0轴和q0轴的电流；矢量反变换单元22把假设的转子磁场定向同步坐标下的d0轴和q0轴电压变换为定子三相轴系下的电压。逆变单元23根据电机三相电压的控制要求，控制永磁同步电机运行。
136.由于q0轴电流比较小，为了减小电流检测误差导致错误判断的可能，位置角度调整单元253在d0轴电流从零电流向正方向增加到设定电流的过程和d0轴电流从零电流向反方向增加到设定电流的过程中，以电流环控制周期为间隔检测q0轴电流，对q0轴电流累加，
并在电流变化一个周期后，通过判断q0轴累加电流的极性确定假设磁极位置角度和实际磁极位置角度的偏差方向，调整假设磁极位置角度，可以确保判断可靠。位置角度调整单元253在进行电流累加时，以假设磁极位置角度对应的d0轴电流变化为依据，在d0电流往正方向增加的过程中，累加q0轴的电流，电流往负方向增加的过程中，累减q0轴电流，一个周期完成后可以根据累加的q0电流的极性决定假设磁极位置角度朝什么方向逼近实际位置角度。
137.在实际应用中，位置角度调整单元253，包括：
138.第一极性判断子单元，用于判断q0轴累加电流的极性是否为正。
139.第一位置角度调整子单元，用于若第一极性判断子单元判定q0轴累加电流的极性为正，则将假设磁极位置角度加上临时步长角作为新的假设磁极位置角度。
140.第二位置角度调整子单元，用于若q0轴累加电流的极性为负，则将假设磁极位置角度减去临时步长角作为新的假设磁极位置角度。
141.上述临时步长角可根据实际需要设置，例如5
°
，临时步长角越小，检测越精确。
142.在实际应用中，第一位置角度调整子单元，包括：
143.第二极性判断子单元，用于判断q0轴累加电流的极性是否与上一周期内的q0轴累加电流极性相同。
144.其中第二极性判断子单元用于在第一极性判断子单元确定q0轴累加电流的极性为正时，判断q0轴累加电流的极性是否与上一周期内的q0轴累加电流极性相同。
145.第三位置角度调整子单元，用于若q0轴累加电流的极性与上一周期的累加电流极性相同，则将假设磁极位置角度加上临时步长角作为新的假设磁极位置角度。
146.第三位置角度调整子单元用于在第二极性判断子单元确定q0轴累加电流的极性与上一周期的累加电流极性相同时，将假设磁极位置角度加上临时步长角作为新的假设磁极位置角度。
147.第四位置角度调整子单元，用于若q0轴累加电流的极性与上一周期的累加电流极性不相同，则先减小临时步长角作为新的临时步长角，再将假设磁极位置角度加上临时步长角作为新的假设磁极位置角度。
148.第四位置角度调整子单元用于在第二极性判断子单元确定q0轴累加电流的极性与上一周期的累加电流极性不相同时，减小所述临时步长角作为新的临时步长角(例如减半)，然后将假设磁极位置角度加上所述临时步长角作为新的假设磁极位置角度。
149.在实际应用中，第二位置角度调整子单元，包括：
150.第三极性判断子单元，用于判断q0轴累加电流的极性是否与上一周期内的q0轴累加电流极性相同。
151.第三极性判断子单元用于在所述第一极性判断子单元确定q0轴累加电流的极性为负时，判断q0轴累加电流的极性是否与上一周期内的q0轴累加电流极性相同。
152.第五位置角度调整子单元，用于若q0轴累加电流的极性与上一周期的累加电流极性相同，则将假设磁极位置角度减去临时步长角作为新的假设磁极位置角度。
153.第五位置角度调整子单元用于在第＝极性判断子单元确定q0轴累加电流的极性与上一周期的累加电流极性相同时，将假设磁极位置角度减去所述临时步长角作为新的假设磁极位置角度。
154.第六位置角度调整子单元，用于若q0轴累加电流的极性与上一周期的累加电流极性不相同，则减小临时步长角作为新的临时步长角，然后将假设磁极位置角度减去临时步长角作为新的假设磁极位置角度。
155.第六位置角度调整子单元用于在第三极性判断子单元确定q0轴累加电流的极性与上一周期的累加电流极性不相同时，减小所述临时步长角作为新的临时步长角(例如减半)，然后将假设磁极位置角度减去所述临时步长角作为新的假设磁极位置角度。
156.在上述第四位置角度调整子单元和第六位置角度调整子单元减小临时步长角时，如果磁极变化临时步长角θ己经减小到能够接受的范围以内，则认为假设磁极位置角度和实际位置角度的偏差，己经小于误差允许的偏差minθ，认为此时的假设磁极位置角度就是实际位置角度。
157.在本实施例中，通过控制输入d0轴的电流，并根据q0轴累加电流的极性调整假设磁极位置角度的方向，最终获得转子的磁极位置角度，从而能够在电机静止的情况下，准确、快速检测永磁同步电机初始磁极位置角度的方法。本发明使得永磁同步电机能够以矢量控制方式实现最大转矩起动，从根本上解决永磁同步电机不带绝对位置角度检测装置下的起动问题。
158.本说明书中的各个实施例中记载的特征可以相互替换或者组合，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
159.专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
160.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种永磁同步电机转子初始位置角度的定位方法，其特征在于，包括：设置假设磁极位置角度；其中，所述假设磁极位置角度对应转子磁场定向的同步坐标轴系为d0—q0轴；d0轴为与定子磁场同方向，q0轴为与定子磁场正交方向；使q0轴累加电流清零，并向电机输入正方向和负方向的周期变化的d0轴电流，在所述周期内电机保持静止；判断一个周期内q0轴累加电流是否小于设定阈值；若一个周期内q0轴累加电流小于所述设定阈值，则以所述假设磁极位置角度为转子的初始位置角度，检测结束；若一个周期内q0轴累加电流大于等于设定阈值，则根据q0轴累加电流的极性调整所述假设磁极位置角度，并返回执行使q0轴累加电流清零，并向电机输入正方向和负方向的周期变化的d0轴电流，在所述周期内电机保持静止的步骤。2.根据权利要求1所述的永磁同步电机转子初始位置角度的定位方法，其特征在于，所述周期包括d0轴电流向正方向增加到设定电流，回到零电流后再往负的方向增加到设定电流，再回到零电流。3.根据权利要求1所述的永磁同步电机转子初始位置角度的定位方法，其特征在于，所述根据q0轴累加电流的极性调整所述假设磁极位置角度，包括：判断所述q0轴累加电流的极性是否为正；若所述q0轴累加电流的极性为正，则将所述假设磁极位置角度加上临时步长角作为新的假设磁极位置角度；若所述q0轴累加电流的极性为负，则将所述假设磁极位置角度减去所述临时步长角作为新的假设磁极位置角度。4.根据权利要求3所述的永磁同步电机转子初始位置角度的定位方法，其特征在于，所述将所述假设磁极位置角度加上临时步长角作为新的假设磁极位置角度，包括：判断所述q0轴累加电流的极性是否与上一周期内的q0轴累加电流极性相同；若所述q0轴累加电流的极性与上一周期的累加电流极性相同，则将所述假设磁极位置角度加上所述临时步长角作为新的假设磁极位置角度；若所述q0轴累加电流的极性与上一周期的累加电流极性不相同，则先减小所述临时步长角作为新的临时步长角，再执行所述将所述假设磁极位置角度加上所述临时步长角作为新的假设磁极位置角度的步骤。5.根据权利要求3所述的永磁同步电机转子初始位置角度的定位方法，其特征在于，所述将所述假设磁极位置角度减去所述临时步长角作为新的假设磁极位置角度，包括：判断所述q0轴累加电流的极性是否与上一周期内的q0轴累加电流极性相同；若所述q0轴累加电流的极性与上一周期的累加电流极性相同，则将所述假设磁极位置角度减去所述临时步长角作为新的假设磁极位置角度；若所述q0轴累加电流的极性与上一周期的累加电流极性不相同，则先减小所述临时步长角作为新的临时步长角，然后执行将所述假设磁极位置角度减去所述临时步长角作为新的假设磁极位置角度的步骤。6.根据权利要求3所述的永磁同步电机转子初始位置角度的定位方法，其特征在于，在所述假设磁极位置角度减去所述临时步长角作为新的假设磁极位置角度之后，还包括：
若所述临时步长角在预设接受范围内，则确定所述假设磁极位置角度和实际位置角度的偏差，己经小于误差允许的偏差，将所述假设磁极位置角度作为所述初始位置角度。7.一种永磁同步电机转子初始位置角度的定位系统，其特征在于，包括：设置单元，用于设置假设磁极位置角度；其中，所述假设磁极位置角度对应转子磁场定向的同步坐标轴系为d0—q0轴；d0轴为与定子磁场同方向，q0轴为与定子磁场正交方向；电流调节单元，用于使q0轴累加电流清零，并向电机输入正方向和负方向的周期变化的d0轴电流，在所述周期内电机保持静止；判断单元，用于判断一个周期内q0轴累加电流是否小于设定阈值；若一个周期内q0轴累加电流小于所述设定阈值，则以所述假设磁极位置角度为转子的初始位置角度，检测结束；位置角度调整单元，用于若一个周期内q0轴累加电流大于等于设定阈值，则根据q0轴累加电流的极性调整所述假设磁极位置角度，并触发所述电流调节单元继续输入d0轴电流。8.根据权利要求7所述的永磁同步电机转子初始位置角度的定位系统，其特征在于，位置角度调整单元，包括：第一极性判断子单元，用于判断所述q0轴累加电流的极性是否为正；第一位置角度调整子单元，用于若所述第一极性判断子单元判定所述q0轴累加电流的极性为正，则将所述假设磁极位置角度加上临时步长角作为新的假设磁极位置角度；第二位置角度调整子单元，用于若所述q0轴累加电流的极性为负，则将所述假设磁极位置角度减去所述临时步长角作为新的假设磁极位置角度。9.根据权利要求8所述的永磁同步电机转子初始位置角度的定位系统，其特征在于，第一位置角度调整子单元，包括：第二极性判断子单元，用于判断所述q0轴累加电流的极性是否与上一周期内的q0轴累加电流极性相同；第三位置角度调整子单元，用于若所述q0轴累加电流的极性与上一周期的累加电流极性相同，则将假设磁极位置角度加上所述临时步长角作为新的假设磁极位置角度；第四位置角度调整子单元，用于若所述q0轴累加电流的极性与上一周期的累加电流极性不相同，则先减小所述临时步长角作为新的临时步长角，再所述将假设磁极位置角度加上所述临时步长角作为新的假设磁极位置角度。10.根据权利要求8所述的永磁同步电机转子初始位置角度的定位系统，其特征在于，第二位置角度调整子单元，包括：第三极性判断子单元，用于判断所述q0轴累加电流的极性是否与上一周期内的q0轴累加电流极性相同；第五位置角度调整子单元，用于若所述q0轴累加电流的极性与上一周期的累加电流极性相同，则将所述假设磁极位置角度减去所述临时步长角作为新的假设磁极位置角度；第六位置角度调整子单元，用于若所述q0轴累加电流的极性与上一周期的累加电流极性不相同，则减小所述临时步长角作为新的临时步长角，然后将所述假设磁极位置角度减去所述临时步长角作为新的假设磁极位置角度。

技术总结
本发明提供一种永磁同步电机转子初始位置角度的定位方法和系统，该方法永包括：设置假设磁极位置角度；使q0轴累加电流清零，并向电机输入正方向和负方向的周期变化的d0轴电流，在周期内电机保持静止；判断一个周期内q0轴累加电流是否小于设定阈值；若小于设定阈值，则以假设磁极位置角度为转子的初始位置角度，检测结束；若大于等于设定阈值，则根据q0轴累加电流的极性调整假设磁极位置角度；从而能够在电机静止的情况下，准确、快速检测永磁同步电机初始磁极位置角度的方法，使得永磁同步电机能够以矢量控制方式实现最大转矩起动，从根本上解决永磁同步电机不带绝对位置角度检测装置下的起动问题。测装置下的起动问题。测装置下的起动问题。


技术研发人员：卢礼洋 顾欣 蔡俊 侯中军 黄争 张许辉
受保护的技术使用者：上海捷氢科技股份有限公司
技术研发日：2023.05.23
技术公布日：2023/8/13