永磁同步电机的启动方法.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 104242765 A (43)申请公布日 2014.12.24 CN 104242765 A (21)申请号 201410431250.0 (22)申请日 2014.08.28 H02P 21/00(2006.01) (71)申请人 四川长虹电器股份有限公司 地址 621000 四川省绵阳市高新区绵兴东路 35 号 (72)发明人 唐婷婷 潘军 赵鹏飞 刘启武 (74)专利代理机构 成都虹桥专利事务所 ( 普通 合伙 ) 51124 代理人 李凌峰 (54) 发明名称 永磁同步电机的启动方法 (57) 摘要 本发明为解决现有技术中的 q 轴启动方式所 存在的切换不连。

2、续、 不平滑的问题。本发明提供 永磁同步电机的启动方法， 包括步骤 ： 永磁同步 电机的启动方法， 其特征在于， 包括步骤 ： 电机上 电， 在预设的定位时间内， 向 d 轴施加电流， 从而 实现电机转子的定位 ； 在定位结束后， 旋转 d 轴， 以拖动电机加速到第一频率 ； 在拖动结束后， 将 d 轴的电流转移到 q 轴 ； 在转移结束后， 将控制方式 切换至速度闭环同步控制。 本发明的有益效果是 ： 通过将 d 轴的电流转移到 q 轴， 延迟速度环， 防止 在电机还没有启动平稳时， 速度环就开始工作， 保 证了电机能够具有连续、 平滑的启动过程。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页。

3、 说明书 3 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图3页 (10)申请公布号 CN 104242765 A CN 104242765 A 1/1 页 2 1. 永磁同步电机的启动方法， 其特征在于， 包括步骤 ： 电机上电， 在预设的定位时间内， 向 d 轴施加电流， 从而实现电机转子的定位 ； 在定位结束后， 旋转 d 轴， 以拖动电机加速到第一频率 ； 在拖动结束后， 将 d 轴的电流转移到 q 轴 ； 在转移结束后， 将控制方式切换至速度闭环同步控制。 2. 如权利要求 1 所述的永磁同步电机的启动方法， 其特征在于。

4、， 在预设的定位时间内， 向 d 轴施加电流， 具体为 ： 在所述定位时间内， 向 d 轴逐渐施加电流至电流达到稳定值。 3. 如权利要求 1 所述的永磁同步电机的启动方法， 其特征在于， 在预设的定位时间内， 向 d 轴施加电流， 具体包括 ： 在预设的加速时间内， 向 d 轴逐渐施加电流至电流达到稳定值 ； 在所述加速时间之后的稳定时间内， 保持电流处于所述稳定值， 其中， 所述加速时间与 所述稳定时间的和为所述定位时间。 4. 如权利要求 3 所述的永磁同步电机的启动方法， 其特征在于， 所述稳定时间大于所 述加速时间。 5. 如权利要求 2 或 3 所述的永磁同步电机的启动方法， 其特。

5、征在于， 旋转 d 轴， 以拖动 电机加速到第一频率， 具体为 ： 保持电流处于所述稳定值， 通过旋转 d 轴， 使得电机的转子加速旋转到第一频率。 6.如权利要求2或3所述的永磁同步电机的启动方法， 其特征在于， 所述稳定值大于等 于 1A 且小于等于 2A。 7.如权利要求1所述的永磁同步电机的启动方法， 其特征在于， 所述第一频率为400转 / 分钟。 权 利 要 求 书 CN 104242765 A 2 1/3 页 3 永磁同步电机的启动方法 技术领域 0001 本发明涉及电机控制领域， 尤其是涉及永磁同步电机的启动方法。 背景技术 0002 变频冰箱是一种能够根据目标制冷温度进行变频。

6、调节的冰箱， 其能够实现更好的 制冷效果。变频冰箱中广泛应用永磁同步电机 (Permanent Magnet Synchronous Motor， PMSM)， PMSM 具有效率高、 启动转矩大、 节能等优点。PMSM 从异步到同步过程是一个机电瞬 变的过程， 目前， 通常采用q轴的启动方式， 但在q轴启动的过程中， 从异步切换到同步会存 在不连续、 不平滑的问题。 发明内容 0003 本发明为解决现有技术中的 q 轴启动方式所存在的切换不连续、 不平滑的问题， 提出一种永磁同步电机的启动方法。 0004 本发明的永磁同步电机的启动方法， 包括步骤 ： 0005 电机上电， 在预设的定位时间。

7、内， 向 d 轴施加电流， 从而实现电机的定位 ； 0006 在定位结束后， 旋转 d 轴， 以拖动电机加速到第一频率 ； 0007 在拖动结束后， 将 d 轴的电流转移到 q 轴 ； 0008 在转移结束后， 将控制方式切换至速度闭环同步控制。 0009 进一步的， 在预设的定位时间内， 向 d 轴施加电流， 具体为 ： 0010 在所述定位时间内， 向 d 轴逐渐施加电流至电流达到稳定值。 0011 进一步的， 在预设的定位时间内， 向 d 轴施加电流， 具体包括 ： 0012 在预设的加速时间内， 向 d 轴逐渐施加电流至电流达到稳定值 ； 0013 在所述加速时间之后的稳定时间内， 保。

8、持电流处于所述稳定值， 其中， 所述加速时 间与所述稳定时间的和为所述定位时间。 0014 进一步的， 所述稳定时间大于所述加速时间。 0015 进一步的， 旋转 d 轴， 以拖动电机加速到第一频率， 具体为 ： 0016 保持电流处于所述稳定值， 通过旋转 d 轴， 使得电机的转子加速旋转到第一频率。 0017 进一步的， 所述稳定值大于等于 1A 且小于等于 2A。 0018 进一步的， 所述第一频率为 400 转 / 分钟。 0019 本发明的有益效果是 ： 通过将 d 轴的电流转移到 q 轴， 延迟速度环， 防止在电机还 没有启动平稳时， 速度环就开始工作， 保证了电机能够具有连续、 。

9、平滑的启动过程。 附图说明 0020 图 1 是本发明永磁同步电机的启动方法的工作流程图 ； 0021 图 2 是本发明中永磁同步电机三相电压矢量坐标的示意图 ； 0022 图 3 是本发明采用步骤 101 的第一种实施方式进行工作的示意图 ； 说 明 书 CN 104242765 A 3 2/3 页 4 0023 图 4 是本发明采用步骤 101 的第二种实施方式进行工作的示意图。 具体实施方式 0024 下面结合附图， 对本发明的技术方案进行详细描述。 0025 本申请提供永磁同步电机的启动方法， 包括步骤 ： 电机上电， 在预设的定位时间 内， 向 d 轴施加电流， 从而实现电机转子的定。

10、位 ； 在定位结束后， 旋转 d 轴， 以拖动电机加速 到第一频率 ； 在拖动结束后， 将 d 轴的电流转移到 q 轴 ； 在转移结束后， 将控制方式切换至 速度闭环同步控制。 0026 通过将 d 轴的电流转移到 q 轴， 延迟速度环， 防止在电机还没有启动平稳时， 速度 环就开始工作， 保证了电机能够具有连续、 平滑的启动过程。 0027 本申请的永磁同步电机的启动方法， 应用于无传感器的永磁同步电机中， 如图 1 所示， 所述启动方法包括 ： 0028 步骤 101 ： 电机上电， 在预设的定位时间内， 向 d 轴施加电流， 从而实现电机的定 位。 0029 其中， 由于电机处于一个封闭。

11、的容器内， 无法判断电机上一次停止的位置， 因此， 需要首先对电机进行定位。现有的无传感器的永磁同步电机具有如图 2 所示的三相电压矢 量坐标， 其中， 由d轴和q轴构建的坐标系为两相旋转坐标系， d轴与转子的方向一致， 另外， N 和 S 为转子的磁场， A、 B 和 C 为三相静止坐标系， 和 为两相静止坐标系， 为转子 的角度。 0030 进一步的， 在本申请中， 步骤 101 包括两种优选的实施方式， 具体的 ： 0031 在第一种实施方式中， 在预设的定位时间 T1 内， 向 d 轴逐渐施加电流至电流达到 稳定值 I。其中， 本领域技术人员可以根据实际需要对定位时间 T1 进行设定，。

12、 本申请仅以 T1 取 1s 为例进行说明。进一步的， 具体实施过程中， 如图 3 所示， 在 1s 内， 通过向 d 轴施加 呈线性变化的电流， 使得电流逐渐增大到稳定值I。 优选的， 所述稳定值I大于等于1A且小 于等于 2A， 例如， 电流的稳定值 I 可以为 1.5A。 0032 在第二种实施方式中， 在预设的加速时间 T0 内， 向 d 轴逐渐施加电流至电流达到 稳定值 I， 在加速时间 T0 之后的稳定时间 T2 内， 保持电流处于所述稳定值 I, 其中， 加速时 间 T0 与稳定时间 T2 的和为定位时间 T1。优选的， 稳定时间 T2 大于加速时间 T0。其中， 本领域技术人员。

13、可以根据实际需要对加速时间 T0 和稳定时间 T2 进行设定， 本申请仅以 T0 取 0.4s， T2 取 0.6s 为例进行说明。进一步的， 具体实施过程中， 如图 4 所示， 在 0.4s 内， 通 过向 d 轴施加呈线性变化的电流， 使得电流逐渐增大到稳定值 I， 如 1.5A， 在接下来的 0.6s 内， 维持电流处于 1.5A。 0033 另外， 在步骤 101 中， 也可以在预设的定位时间 T1 内向 d 轴直接施加恒值电流， 如， 在 1s 内保持施加 1.5A 的电流。 0034 在完成步骤 101 之后， 执行步骤 102 ： 在定位结束后， 旋转 d 轴， 以拖动电机加速到。

14、 第一频率。 0035 在具体实施过程中， 当到达定位时间， 则表明定位过程结束， 例如， 当时间达到 1s 时， 则表明定位结束， 开始执行步骤 102。具体的， 保持电流处于稳定值 I， 通过加速旋转 d 轴， 使得电机的转子跟着 d 轴旋转， 从而， 实现拖动电机加速， 最终， 拖动电机加速到第一频 说 明 书 CN 104242765 A 4 3/3 页 5 率， 其中， 第一频率可以为400转/分钟。 另外， 第一频率与步骤104中速度闭环同步控制所 采用的位置估算方法有关， 若估算较低转速下的位置， 则第一频率可以低于 400 转 / 分钟， 反之， 第一频率可以高于 400 转 。

15、/ 分钟。进一步的， 为防止压缩机没有润滑开， 拖动时间通 常为 0.5s。 0036 在完成步骤 102 之后， 执行步骤 103 ： 在拖动结束后， 将 d 轴的电流转移到 q 轴。 0037 在具体实施过程中， 当电机加速到第一频率， 将 d 轴的电流逐渐转移到 q 轴， 从而 使得 d 轴不再有电流， 而 q 轴具有电流。优选的， 将 d 轴的电流逐渐减小到 0A， 与此同时， 逐渐增加 q 轴的电流。其中， q 轴的电流通常小于 2A， 而转移时间通常为几十毫秒， 例如， 20ms。 0038 在本申请中， 通过将 d 轴的电流转移到 q 轴， 延迟速度环， 防止在电机还没有启动 平。

16、稳时， 速度环就开始工作， 保证了电机能够具有连续、 平滑的启动过程。 0039 在完成步骤 103 之后， 执行步骤 104 ： 在转移结束后， 将控制方式切换至速度闭环 同步控制。 0040 在具体实施过程中， 在转移结束后， 切换至速度闭环同步控制， 本领域技术人员可 以根据实际所需对速度闭环同步控制的类型进行选择， 本申请不做限定。 其中， 速度闭环同 步控制是一类基于反电动势估计位置的控制方法。在本申请电机的启动过程中， 先将电机 拖动到一定频率， 即转速， 再执行现有的基于反电动势估计位置的控制方法， 从而， 有效的 避免了 q 轴启动过程中所出现的不连续、 不平滑的情况。 0041 在本申请中， 步骤 101 为定位过程， 步骤 102 为拖动过程， 步骤 103 为电流转移过 渡过程， 步骤 104 为同步过程， 而对应开环速度， 如图 3 和图 4 所示， 无论步骤 101 采用上述 的第一种实施方式， 还是第二种实施方式， 电机均在启动阶段保持电流连续、 平滑。 说 明 书 CN 104242765 A 5 1/3 页 6 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 104242765 A 6 2/3 页 7 图 3 说 明 书 附 图 CN 104242765 A 7 3/3 页 8 图 4 说 明 书 附 图 CN 104242765 A 8 。