CN103595322B - 一种永磁同步电机的起动方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种永磁同步电机的起动方法，包括：为永磁同步电机的三相绕组施加直流电，在所述直流电的作用下使永磁同步电机在定子与转子处于任意相对位置时均产生大于负载转矩的正向电磁转矩，以便所述产生的正向电磁转矩使转子从静止开始转动并持续加速；转子转动到电机控制方式转换的转子位置时，将永磁同步电机的直流输出控制方式转换为变频调速控制方式，并为所述三相绕组施加三相交流电，且在控制方式转换瞬间使施加在所述三相绕组上的电流瞬时值相等并使永磁同步电机产生的瞬态电磁转矩相等。采用该方法可使转换前、后三相绕组上的电流瞬时值平滑过渡、电磁转矩没有凸变。本发明还公开了一种永磁同步电机的起动装置。

Description

一种永磁同步电机的起动方法及装置

技术领域

本发明涉及电机技术领域，尤其涉及一种永磁同步电机的起动方法及装置。

背景技术

随着新能源汽车的推广应用，以其高效率、高性能、噪声和转矩脉动小等优势的永磁同步电机得到越来越多关注，功率密度高、运行区域宽、运行可靠性高的永磁同步电机及其驱动***应用范围越来越广。

在电传动车辆中，交流永磁同步牵引***由逆变器和永磁同步牵引电机两大部件组成，采用变频调速。永磁同步电机作为牵引电机使用时，起动性能要求和其它牵引电机一样：具有包含0转速在内的恒转矩输出区段，要求能实现包括恒转矩在内的重载起动。目前，现有的永磁同步牵引电机的起动方法包括：升压升频同步起动方法和先定位再变频同步起动方法（即预定位启动法）。

但是，对于所述升压升频同步起动方法，适用永磁同步牵引电机具有一定转速的情况，不适用0速重载起动。对于所述先定位再变频同步起动方法，由于永磁同步牵引电机起动时，转子起始位置是任意的，在电机起动初期，即0速，若在三相绕组中通入交流电，则三相电流不对称，无论电流的频率多低，电机总是处于失步状态；另外，电机轴上产生的电磁转矩与转子的起始位置和端电压初始相序有关，不良的控制方式，可能导致起动失败或电机反转，不适用于重载起动，如果电机反转，其产生的转矩将从0开始逐步加大，同样满足不了牵引***对恒转矩的起动要求。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的主要目的在于提供一种永磁同步电机的起动方法及装置，以实现电机带动负载顺利平稳启动的目的。

为实现上述目的，本发明实施例提供了一种永磁同步电机的起动方法，包括：

为永磁同步电机的三相绕组施加直流电，在所述直流电的作用下使永磁同步电机在定子与转子处于任意相对位置时均产生大于负载转矩的正向电磁转矩，以便所述产生的正向电磁转矩使转子从静止开始转动并持续加速；

转子转动到电机控制方式转换的转子位置时，将永磁同步电机的直流输出控制方式转换为变频调速控制方式，并为所述三相绕组施加三相交流电，且在控制方式转换瞬间使施加在所述三相绕组上的电流瞬时值相等并使永磁同步电机产生的瞬态电磁转矩相等。

优选地，上述方法还包括：

把定子和转子不同相对位置所形成的电周期平分为六个区段，所述六个区段分别对应六种直流供电方式中的一种，其中，在采用每个区段对应的直流供电方式为所述永磁同步电机的三相绕组施加直流电时，所述永磁同步电机在定子和转子相对位置处于本区段时所产生的瞬时电磁转矩均大于其它直流供电方式下所产生的瞬时电磁转矩；

所述六种直流供电方式分别为：第一供电方式，第二供电方式、第三供电方式、第四供电方式、第五供电方式和第六供电方式；

所述第一供电方式的通电电流为：I_u=I_s，I_v=-0.5I_s，I_w=-0.5I_s；

所述第二供电方式的通电电流为：I_u=0.5I_s，I_v=0.5I_s，I_w=-I_s；

所述第三供电方式的通电电流为：I_u=-0.5I_s，I_v=I_s，I_w=-0.5I_s；

所述第四供电方式的通电电流为：I_u=-I_s，I_v=0.5I_s，I_w=0.5I_s；

所述第五供电方式的通电电流为：I_u=-0.5I_s，I_v=-0.5I_s，I_w=I_s；

所述第六供电方式的通电电流为：I_u=0.5I_s，I_v=-I_s，I_w=0.5I_s；

其中，I_u为在Ｕ相绕组上施加的直流电流值，I_v为在Ｖ相绕组上施加的直流电流值，I_w为在Ｗ相绕组上施加的直流电流值，I_s为用于使永磁同步电机产生的正向电磁转矩大于负载转矩的设定电流值。

优选地，在上述方法中，所述为永磁同步电机的三相绕组施加直流电，具体包括：

确定转子静止时所在的区段对应的一种直流供电方式，并采用所述确定的这种直流供电方式为永磁同步电机的三相绕组施加直流电流。

优选地，上述方法还包括：

确定进行电机控制方式转换的区段，并将确定区段的最大转矩角位置处确定为进行电机控制方式转换的转子位置，且确定以转换前的三相直流电流值作为转换后的三相交流电流的初始瞬时值；

其中，所述最大转矩角位置为采用三相交流供电时按相电流最大幅值为参考的、能产生最大平均正向电磁转矩值所对应的转子的位置。

优选地，在上述方法中，所述确定进行电机控制方式转换的区段，并将确定区段的最大转矩角位置处确定为进行电机控制方式转换的转子位置，具体包括：

判断转子静止位置是否超过所在区段的最大转矩角位置；

如果否，则将所述转子静止位置所在区段的最大转矩角位置处确定为进行电机控制方式转换的转子位置；

如果是，则在转子转动到所述转子静止位置所在区段的下一区段后，按下一区段对应的直流供电方式为所述三相绕组施加直流电，并将下一导通区段的最大转矩角位置处确定为进行电机控制方式转换的转子位置。

优选地，在上述方法中，所述确定进行电机控制方式转换的区段，并将确定区段的最大转矩角位置处确定为进行电机控制方式转换的转子位置，具体包括：

如果所述转子的转速未达到参考转速，则在转子静止位置所在区段后续的一个或多个区段内，按照每个区段对应的直流供电方式为所述三相绕组施加直流电，所述参考转速为所述变频调速控制方式所要求的最小转速；

在转子的转速达到所述参考转速时，将转子当时位置所在区段的下一区段的最大转矩角位置处确定为进行电机控制方式转换的转子位置。

优选地，在上述方法中，利用电机的变频调速控制器，在六个区段分别采用和区段对应的一种供电方式为永磁同步电机的三相绕组施加恒定的直流电流。

本发明实施例还提供了一种永磁同步电机的起动装置，包括：

直流电施加子装置，用于为永磁同步电机的三相绕组施加直流电，在所述直流电的作用下使永磁同步电机在定子与转子处于任意相对位置时均产生大于负载转矩的正向电磁转矩，以便所述产生的正向电磁转矩使转子从静止开始转动并持续加速；

控制方式转换子装置，用于转子转动到电机控制方式转换的转子位置时，将永磁同步电机的直流输出控制方式转换为变频调速控制方式，并为所述三相绕组施加三相交流电，且在控制方式转换瞬间使施加在所述三相绕组上的电流瞬时值相等并使永磁同步电机产生的瞬态电磁转矩相等。

优选地，上述装置还包括：

区段划分子装置，用于把定子和转子不同相对位置所形成的电周期平分为六个区段，所述六个区段分别对应六种直流供电方式中的一种，其中，在采用每个区段对应的直流供电方式为所述永磁同步电机的三相绕组施加直流电时，所述永磁同步电机在定子和转子相对位置处于本区段时所产生的瞬时电磁转矩均大于其它直流供电方式下所产生的瞬时电磁转矩；

所述六种直流供电方式分别为：第一供电方式，第二供电方式、第三供电方式、第四供电方式、第五供电方式和第六供电方式；

所述第一供电方式的通电电流为：I_u=I_s，I_v=-0.5I_s，I_w=-0.5I_s；

所述第二供电方式的通电电流为：I_u=0.5I_s，I_v=0.5I_s，I_w=-I_s；

所述第三供电方式的通电电流为：I_u=-0.5I_s，I_v=I_s，I_w=-0.5I_s；

所述第四供电方式的通电电流为：I_u=-I_s，I_v=0.5I_s，I_w=0.5I_s；

所述第五供电方式的通电电流为：I_u=-0.5I_s，I_v=-0.5I_s，I_w=I_s；

所述第六供电方式的通电电流为：I_u=0.5I_s，I_v=-I_s，I_w=0.5I_s；

其中，I_u为在Ｕ相绕组上施加的直流电流值，I_v为在Ｖ相绕组上施加的直流电流值，I_w为在Ｗ相绕组上施加的直流电流值，I_s为用于使永磁同步电机产生的正向电磁转矩大于负载转矩的设定电流值。

优选地，在上述装置中，所述直流电施加子装置，具体包括：

供电方式确定单元，用于确定转子静止时所在的区段对应的一种直流供电方式；

直流电施加单元，用于采用所述确定的这种直流供电方式为永磁同步电机的三相绕组施加直流电流。

优选地，上述装置还包括：

转换位置确定子装置，用于确定进行电机控制方式转换的区段，并将确定区段的最大转矩角位置处确定为进行电机控制方式转换的转子位置；

转换初始电流确定子装置，用于确定以转换前的三相直流电流值作为转换后的三相交流电流的初始瞬时值；

其中，所述最大转矩角位置为采用三相交流供电时按相电流最大幅值为参考的、能产生最大平均正向电磁转矩值所对应的转子的位置。

优选地，在上述装置中，所述转换位置确定子装置，具体包括：

静止位置判断单元，用于判断转子静止位置是否超过所在区段的最大转矩角位置；

第一转换位置确定单元，用于在所述静止位置判断单元判断得到的转子静止位置未超过所在区段的最大转矩角位置时，将所述转子静止位置所在区段的最大转矩角位置处确定为进行电机控制方式转换的转子位置；

第二转换位置确定单元，用于在所述静止位置判断单元判断得到的转子静止位置超过所在区段的最大转矩角位置时，在转子转动到所述转子静止位置所在区段的下一区段后，按下一区段对应的直流供电方式为所述三相绕组施加直流电，并将下一导通区段的最大转矩角位置处确定为进行电机控制方式转换的转子位置。

优选地，在上述装置中，所述转换位置确定子装置，具体包括：

直流电继续施加单元，用于在所述转子的转速未达到参考转速时，在转子静止位置所在区段后续的一个或多个区段内，按照每个区段对应的直流供电方式为所述三相绕组施加直流电，所述参考转速为所述变频调速控制方式所要求的最小转速；

第三转换位置确定单元，用于在转子的转速达到所述参考转速时，将转子当时位置所在区段的下一区段的最大转矩角位置处确定为进行电机控制方式转换的转子位置。

优选地，在上述装置中，利用电机的变频调速控制器，在六个区段分别采用和区段对应的一种供电方式为永磁同步电机的三相绕组施加恒定的直流电流。

本发明实施例提供的永磁同步电机的起动方法及装置，通过控制施加在三相绕组上的直流电的幅值和方向，使电机在定子与转子处于任意相对位置时均能产生大于负载转矩的正向电磁转矩，从而使得转子在任意初始位置时均能拖动负载从静止开始转动并持续加速，当转子转动到电机控制方式转换的转子位置时转换为变频调速控制方式，并为三相绕组施加三相交流电，且在控制方式转换瞬间使施加在所述三相绕组上的电流瞬时值相等并使永磁同步电机产生的瞬态电磁转矩相等，使转换前、后三相绕组上的电流瞬时值平滑过渡、电磁转矩没有凸变，从而实现电机带重负载平稳启动的目的。

附图说明

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。

图1为本发明实施例永磁同步电机的起动方法的流程示意图之一；

图2为本发明实施例永磁同步电机的起动方法的流程示意图之二；

图3为本发明实施例六种直流供电方式下的转矩输出特性图；

图4为本发明实施例不同区段对应的转矩输出特性曲线示意图；

图5为本发明实施例一个电周期内6个特征点分别对应的转矩输出特性图；

图6为本发明实施例永磁同步电机的起动三相电流变化示意图；

图7为本发明实施例永磁同步电机的起动转矩变化示意图；

图8为本发明实施例永磁同步电机的起动装置的结构示意图。

具体实施方式

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。

实施例一

参见图1，为本发明实施例一提供的永磁同步电机的起动方法的流程示意图，具体包括：

步骤101：为永磁同步电机的三相绕组施加直流电，在所述直流电的作用下使永磁同步电机在定子与转子处于任意相对位置时均产生大于负载转矩的正向电磁转矩，以便所述产生的正向电磁转矩使转子从静止开始转动并持续加速。

当在电机轴上产生的电磁转矩大于负载转矩时，电机产生的电磁转矩才能使转子拖动负载转动并加速，所以，本发明实施例通过控制施加在三相定子绕组上的直流电使电机可以在整个电周期（定子与转子处于任意相对位置）均产生正向瞬时电磁转矩，且所产生的正向电磁转矩均大于负载转矩，从而实现利用所产生的正向电磁转矩使转子从静止开始转动并持续加速的目的。

步骤102：转子转动到电机控制方式转换的转子位置时，将永磁同步电机的直流输出控制方式转换为变频调速控制方式，并为所述三相绕组施加三相交流电，且在控制方式转换瞬间使施加在所述三相绕组上的电流瞬时值相等并使永磁同步电机产生的瞬态电磁转矩相等。

实施例二

参见图2，为本发明实施例二提供的永磁同步牵引电机的起动方法的流程示意图，具体包括：

步骤201：把定子和转子不同相对位置所形成的电周期平分为六个区段，所述六个区段分别对应六种直流供电方式中的一种。

其中，在采用每个区段对应的直流供电方式为所述永磁同步电机的三相绕组施加直流电时，所述永磁同步电机在定子和转子相对位置处于本区段时所产生的瞬时电磁转矩均大于其它直流供电方式下所产生的瞬时电磁转矩；

所述六种直流供电方式分别为：第一供电方式，第二供电方式、第三供电方式、第四供电方式、第五供电方式和第六供电方式；

所述第一供电方式的通电电流为：I_u=I_s，I_v=-0.5I_s，I_w=-0.5I_s；

所述第二供电方式的通电电流为：I_u=0.5I_s，I_v=0.5I_s，I_w=-I_s；

所述第三供电方式的通电电流为：I_u=-0.5I_s，I_v=I_s，I_w=-0.5I_s；

所述第四供电方式的通电电流为：I_u=-I_s，I_v=0.5I_s，I_w=0.5I_s；

所述第五供电方式的通电电流为：I_u=-0.5I_s，I_v=-0.5I_s，I_w=I_s；

所述第六供电方式的通电电流为：I_u=0.5I_s，I_v=-I_s，I_w=0.5I_s；

其中，I_u为在Ｕ相绕组上施加的直流电流值，I_v为在Ｖ相绕组上施加的直流电流值，I_w为在Ｗ相绕组上施加的直流电流值，I_s为用于使永磁同步电机产生的正向电磁转矩大于负载转矩的设定电流值。

步骤202：确定转子静止时所在的区段对应的一种直流供电方式，并采用所述确定的这种直流供电方式为永磁同步电机的三相绕组施加直流电流，在所述直流电的作用下使永磁同步电机在所述区段定子与转子处于任意相对位置时均产生大于负载转矩的正向电磁转矩，以便所述产生的正向电磁转矩使转子从静止开始转动并持续加速。

为实现步骤202，首先，确定转子在静止（初始转速为零）时对应的起始电角度位置，所述起始电角度位置为转子Ｎ极轴线与参考位置之间的夹角，所述参考位置为转子Ｎ极轴线与定子Ｕ相绕组对齐且Ｕ相绕组正向电流削弱气隙磁场时的位置；然后，确定所述起始电角度位置所在的区段；最后，按确定的区段所对应的供电方式为所述三相绕组施加直流电。

步骤203：确定进行电机控制方式转换的区段，并将确定区段的最大转矩角位置处确定为进行电机控制方式转换的转子位置，且确定以转换前的三相直流电流值作为转换后的三相交流电流的初始瞬时值；其中，所述最大转矩角位置为采用三相交流供电时按相电流最大幅值为参考的、能产生最大平均正向电磁转矩值所对应的转子的位置。

步骤203中，为确定进行电机控制方式转换的区段，以及在确定区段的哪个转子位置进行电机控制方式转换时，可采用以下两种方式中的一种：

方式一：可将转子静止位置所在区段或转子静止位置所在区段的下一区段的最大转矩角位置处确定为进行电机控制方式转换的转子位置；具体实现如下：

判断转子静止位置是否超过所在区段的最大转矩角位置；如果否，则将转子静止位置所在区段的最大转矩角位置处确定为进行电机控制方式转换的转子位置；如果是，则在转子转动到所述转子静止位置所在区段的下一区段后，按下一区段对应的直流供电方式为所述三相绕组施加直流电，并将下一区段的最大转矩角位置处确定为进行电机控制方式转换的转子位置。

方式二：如果转子的转速未达到参考速度，所述参考转速为变频调速控制方式所要求的最小转速，则在转子静止位置所在区段后续的一个或多个区段内，按照每个区段对应的直流供电方式为三相绕组施加直流电，在转子的速度达到参考速度后，将转子当时位置所在区段的下一区段的最大转矩角位置处确定为进行电机控制方式转换的转子位置；具体实现如下：

如果转子的转速未达到参考转速，则在转子静止位置所在区段后续的一个或多个区段内，按照每个区段对应的直流供电方式为三相绕组施加直流电，所述参考转速为所述变频调速控制方式所要求的最小转速；在转子的转速达到所述参考转速时，将转子当时位置所在区段的下一区段的最大转矩角位置处确定为进行电机控制方式转换的转子位置。

对于方式二，还存在另外一种确定电机控制方式转换的转子位置的方式，即，在转子的转速达到所述参考转速时，如果转子当时位置未超过当时所在区段的最大转矩角位置，可将当时所在区段的最大转矩角位置处确定为进行电机控制方式转换的转子位置。

需要说明的是，本发明实施例是利用电机的变频调速控制器，在六个区段分别采用和区段对应的一种供电方式为永磁同步电机的三相绕组施加恒定的直流电流，这样在每个区段电机均会产生大于负载转矩的正向电磁转矩，从而使转子持续加速。

步骤204：转子转动到电机控制方式转换的转子位置时，将永磁同步电机的直流输出控制方式转换为变频调速控制方式，并为所述三相绕组施加三相交流电，且以转换前的三相直流电流值作为转换后的三相交流电流的初始瞬时值。

在本发明实施例中，是以转换前的三相直流电流值作为转换后的三相交流电流的初始瞬时值，所以在控制方式转换瞬间可使施加在三相绕组上的电流瞬时值相等并使永磁同步电机产生的瞬态电磁转矩相等，从而使转换前、后三相绕组上的电流瞬时值平滑过渡、电磁转矩没有凸变。

本发明实施例提供的永磁同步电机的起动方法，直接用电机变频调速控制器，通过控制施加在三相绕组上的直流电的幅值和方向，使电机在定子与转子处于任意相对位置时均能产生大于负载转矩的正向电磁转矩，从而使得转子在任意初始位置时均能拖动负载从静止开始转动并持续加速，当转子转动到电机控制方式转换的转子位置时转换为变频调速控制方式，并为三相绕组施加三相交流电，且在控制方式转换瞬间使施加在所述三相绕组上的电流瞬时值相等并使永磁同步电机产生的瞬态电磁转矩相等，使转换前、后三相绕组上的电流瞬时值平滑过渡、电磁转矩没有凸变，从而实现电机带重负载平稳启动的目的。

为了更方便的了解本发明实施例，下面具体介绍实现本发明实施例的推理过程，具体包括以下几个步骤：

第一步：

参见表1，定义了永磁同步电机的六种直流供电方式：Ｕ＿ＶＷ供电方式Ⅰ（第一供电方式）、ＵＶ＿Ｗ供电方式Ⅱ（第二供电方式）、Ｖ＿ＷＵ供电方式Ⅲ（第三供电方式）、ＶＷ＿Ｕ供电方式Ⅳ（第四供电方式）、Ｗ＿ＵＶ供电方式Ⅴ（第五供电方式）和ＷＵ＿Ｖ供电方式Ⅵ（第六供电方式）。

表1

供电方式

Ｉ

ＩＩ

ＩＩＩ

ＩＶ

Ｖ

ＶＩ

Ｉｕ

Is

0.5Is

－0.5Is

-Is

－0.5Is

0.5Is

Ｉｖ

－0.5Is

0.5Is

Is

0.5Is

－0.5Is

-Is

Ｉｗ

－0.5Is

-Is

－0.5Is

0.5Is

Is

0.5Is

上述六种直流供电方式的特点是：其中一相电流值的大小是其余两相电流值之和且所述其它两相电流相同，但所述其中一相电流的电流方向与所述其它两相电流的方向相反，可采用ＰＷＭ调压方式使上述六种供电方式下的三相电流恒定。

所述Ｕ＿ＶＷ导通方式Ⅰ的通电电流为：I_u=I_s，I_v=-0.5I_s，I_w=-0.5I_s；

所述ＵＶ＿Ｗ导通方式Ⅱ的通电电流为：I_u=0.5I_s，I_v=0.5I_s，I_w=-I_s；

所述Ｖ＿ＷＵ导通方式Ⅲ的通电电流为：I_u=-0.5I_s，I_v=I_s，I_w=-0.5I_s；

所述ＶＷ＿Ｕ导通方式Ⅳ的通电电流为：I_u=-I_s，I_v=0.5I_s，I_w=0.5I_s；

所述Ｗ＿ＵＶ导通方式Ⅴ的通电电流为：I_u=-0.5I_s，I_v=-0.5I_s，I_w=I_s；

所述ＷＵ＿Ｖ导通方式Ⅵ的通电电流为：I_u=0.5I_s，I_v=-I_s，I_w=0.5I_s；

其中，I_u为在Ｕ相绕组上施加的直流电流值，I_v为在Ｖ相绕组上施加的直流电流值，I_w为在Ｗ相绕组上施加的直流电流值，I_s为用于使永磁同步电机产生的正向电磁转矩大于负载转矩的设定电流值。

第二步：

由于转子与定子的任意相对位置均对应电周期内的一个电角度，如果将转子Ｎ极轴线与定子Ｕ相绕组轴线对齐且Ｕ相绕组正向电流削弱气隙磁场时的转子位置定义为参考位置，且定义该参考位置对应于0度电角度（当然，也可以采用其它定义方式），那么在转子转动过程中，转子Ｎ极轴线与所述参考位置之间的夹角则为实际转子位置，该实际转子位置对应于电周期内一个电角度。

基于上述定义方式，参见图3所示的六种直流供电方式下的转矩输出特性图，对于永磁同步电机的三相定子绕组，每一种直流供电方式下定子绕组产生的磁场和转子磁场作用所产生的电磁转矩将随着转子位置的不同而变化，在图3中，曲线Ⅰ是在Ｕ＿ＶＷ供电方式Ⅰ下形成的转矩输出特性曲线，曲线Ⅱ是在ＵＶ＿Ｗ供电方式Ⅱ下形成的转矩输出特性曲线，曲线Ⅲ是在Ｖ＿ＷＵ供电方式Ⅲ下形成的转矩输出特性曲线，曲线Ⅳ是在ＶＷ＿Ｕ供电方式Ⅳ下形成的转矩输出特性曲线，曲线Ⅴ是在Ｗ＿ＵＶ供电方式Ⅴ下形成的转矩输出特性曲线，曲线Ⅵ是在ＷＵ＿Ｖ供电方式Ⅵ下形成的转矩输出特性曲线。

从图3中各个曲线可以看出：每种直流供电方式都不能完全解决电机从静止持续加速的问题，理由如下：假设Ｔ2为负载转矩，对于每种直流供电方式，只在一个狭窄区间（如Ｕ＿ＶＷ供电方式Ⅰ下的区段β₁～β₂）内，电机产生的瞬时电磁转矩Ｔ1大于负载转矩Ｔ2，电机可以在所述狭窄区间内起动并加速，但在此狭窄区间内电机可能无法加速到后续变频调速控制所需的初始速度，所以，为了使电机能够持续加速，需要在后续一个或多个区域内电机都能提供较大的正向电磁转矩（大于负载转矩）。为实现该目的所采用的具体的方式：取相邻转矩输出特性曲线的相交点作为不同直流供电方式的转换点（图中点β₁、β₂、β₃、β₄、β₅、β₆），便可得到如图4所示的不同区段对应的转矩输出特性曲线示意图，六个区段与六种直流供电方式间的对应关系如表2所示，其中，每个区段长度为π／3。

需要说明的是，增大每种直流供电方式中的设定值Ｉ_ｓ的幅值，可以提高瞬时电磁转矩的幅值来满足包括转换点在的各个区段的正向瞬时电磁转矩Ｔ1大于负载转矩Ｔ2的要求，因此，可根据所需的电磁转矩的幅值来确定Ｉ_ｓ的幅值。

表2

参见图4，在整个电周期内，根据转子位置所在的区段，选取与区段对应的直流供电方式为三相绕组供电，并控制电机在转换点（图中点β₁、β₂、β₃、β₄、β₅、β₆）切换到下一种供电方式。例如，在转子转动过程中，当转子位置在区段β₁到β₂内时，采用Ｕ＿ＶＷ供电方式Ⅰ为三相绕组施加直流电，当转子位置在区段β₂到β₃内时，采用ＵＶ＿Ｗ供电方式Ⅱ为三相绕组施加直流电，其中，在转换点β₂改变直流供电方式，依次类推。基于此，只要根据转子位置所在区段为三相绕组施加与区段对应的供电方式，便可使电机在整个电周期内均产生大于负载转矩的正向电磁转矩，从而实现电机不停的加速转动。

参见图4可知，在一个电周期内，无论转子静止位置在哪，转子静止位置都会落入表2指出的六个区段中的一个区段，可利用位置传感器检测转子静止位置对应的电角度位置，并确定该电角度位置在整个电周期中的哪个区段，以便利用该区段对应的直流供电方式为三相绕组供电。假设转子静止位置落入区段β₁～β₂之间，此时，选择这个导通区段对应的Ｕ＿ＶＷ供电方式Ｉ为三相绕组施加直流电，由于在此区段电机产生的瞬时电磁转矩Ｔ1大于负载转矩Ｔ2，所以电机可以以0速重载起动并加速，在未进行电机控制方式转换前，当转子转动到转换点（如β₂、β₃、……等）时，在转换点转换为下一种供电方式，由于在其它区段电机产生的电磁转矩Ｔ1仍然大于负载转矩Ｔ2，所以电机可以继续加速，直至加速到频调速控制方式所需的初始速度。

第三步：

在进行电机控制方式转换时，设定施加在三相绕组上的三相交流电流的表达式为：

$I_u=I_s\×\cos (2\mathrm{\π}\frac{\mathrm{pn}}{60}t+\mathrm{\θ})$

$I_v=I_s\×\cos (2\mathrm{\π}\frac{\mathrm{pn}}{60}t-\frac{2\mathrm{\π}}{3}+\mathrm{\θ})$

$I_w=I_s\×\cos (2\mathrm{\π}\frac{\mathrm{pn}}{60}t-\frac{4\mathrm{\π}}{3}+\mathrm{\θ})$

其中，I_u为在Ｕ相绕组上施加的交流电流值，I_v为在Ｖ相绕组上施加的交流电流值，I_w为在Ｗ相绕组上施加的交流电流值，I_s为用于使电机产生的电磁转矩大于负载转矩的设定值，ｐ为转子磁极对数，ｔ表示时间，ｎ为电机转子转速，θ为角参量。

参见表3，在三相交流电流中，当ｔ＝0且角参量θ取不同值时，对应六个最大相电流为参考的六个特征点①、②、③、④、⑤、⑥，其特征为：其中一相电流值的大小是其余两相电流值之和且所述其它两相电流相同，但所述其中一相电流的电流方向与所述其它两相电流的方向相反。

表3

参见图5，为一个电周期内6个特征点分别对应的最大相电流为参考的转矩输出特性图。当角参量θ取不同值时，将形成不同的转矩输出特性曲线，即：

在三相绕组上施加θ＝0时的交流电时，形成转矩输出特性曲线①；

在三相绕组上施加时的交流电时，形成转矩输出特性曲线②；

在三相绕组上施加时的交流电时，形成转矩输出特性曲线③；

在三相绕组上施加θ＝π时的交流电时，形成转矩输出特性曲线④；

在三相绕组上施加时的交流电时，形成转矩输出特性曲线⑤；

在三相绕组上施加时的交流电时，形成转矩输出特性曲线⑥。

在设定值I_s相同时，将图3与图5进行比对可知：

图5中的转矩输出特性曲线①与图3中的转矩输出特性曲线Ⅰ（对应Ｕ＿ＶＷ供电方式Ⅰ）对应；

图5中的转矩输出特性曲线②与图3中的转矩输出特性曲线Ⅱ（对应ＵＶ＿Ｗ供电方式Ⅱ）对应；

图5中的转矩输出特性曲线③与图3中的转矩输出特性曲线Ⅲ（对应Ｖ＿ＷＵ供电方式Ⅲ）对应；

图5中的转矩输出特性曲线④与图3中的转矩输出特性曲线Ⅳ（对应ＶＷ＿Ｕ供电方式Ⅳ）对应；

图5中的转矩输出特性曲线⑤与图3中的转矩输出特性曲线Ⅴ（对应Ｗ＿ＵＶ供电方式Ⅴ）对应；

图5中的转矩输出特性曲线⑥与图3中的转矩输出特性曲线Ⅵ（对应ＷＵ＿Ｖ供电方式Ⅵ）对应。

参见图5可知，图5中每条曲线中都存在有一个最大转矩角，分别为：α、α+π、在最大转矩角位置，电机输出的正向电磁转矩Ｔ1最大且大于负载转矩Ｔ2。

在本发明实施例中，选择在最大转矩角位置处改变电机供电方式，即从恒定直流转换为初值为某个特征点的三相交流。这种转换方式不但易于实现，而且电机进入变频调速后平均电磁转矩最大，满足负载要求（大于负载转矩的要求）且后续的变频调速控制可以保持电机转动平稳。

参见表4，为区段、最大转矩角及供电电流间的对应关系。本发明实施例在最大转矩角位置处进行电机控制方式转换，如果在α处进行电机控制方式转换，则I_u由恒定直流I_s转入到交流瞬时峰值I_s（Ｕ相绕组上施加的交流电初值），I_v由恒定直流－0.5I_s转入到交流瞬时值－0.5I_s（Ｖ相绕组上施加的交流电初值），I_w由恒定直流－0.5I_s转入到交流瞬时值－0.5I_s（Ｗ相绕组上施加的交流电初值），可见，在进行供电方式转换时施加在三相绕组上的电流没有突变且瞬时电磁转矩也没有发生突变，实现了控制方式转换的平稳过渡。

另外，与最大转矩角α类似，在其它转矩角位置（如功率因素为1）处进行电机控制方式转换时，电机的转动过程一样可以平滑过渡，在此不再赘述。

表4

如果在进行电机控制方式转换（直流输出控制方式转换为变频调速控制方式）时，需要转子的速度达到变频调速控制方式所要求的最小转速ｎ，此时，可使电机加速的时间延长，即，使电机在直流供电方式下的一个或多个区段进行持续加速，当加速到ｎ后，在转子位置所在区段或下一区段的最大转矩角位置处，便可更换电机供电方式和控制模式。这样便实现了电机的平稳起动，随后进行变频恒转矩输出控制，从而电机由起动过程进入了正常的调速运行状态。

为了更方便的了解本发明实施例，下面具体举例说明：

以一台在电动客车牵引***中使用的永磁同步电机为例。参见表2及图4，将一个电周期分成6个区段，每个区段长为π／3，每个区段对应于一种直流供电方式，电机在每个区段所产生的电磁转矩Ｔ1如图4所示。可利用设定值Ｉ_ｓ的大小控制各个直流供电方式的电磁转矩Ｔ1的幅值，使之位于负载转矩Ｔ2之上，以便转子能够拖动负载转动。

以转子起始位置（转子静止位置）β在β₁～β₂这个区段为例，即β₁≤β≤β₂，β₁≤β≤β₂属于Ｕ＿ＶＷ供电方式Ｉ对应的区段，首先，采用Ｕ＿ＶＷ供电方式Ｉ给定子三相绕组提供直流电，即，应用ＰＷＭ调压方式使施加在三相绕组上的电流恒定。在β₁～β₂区段，参见图6所示的永磁同步电机的起动电流变化示意图，Ｕ＿ＶＷ供电方式Ｉ下的三相直流电流分别为I_u＝Ｉ_ｓ、Ｉ_ｖ＝－0.5Ｉ_ｓ、Ｉ_ｗ＝－0.5Ｉ_ｓ，电机产生的电磁转矩Ｔ1参见图7所示的永磁同步电机的起动转矩变化示意图。在β₁～β₂区段，在Ｕ＿ＶＷ供电方式Ｉ的作用下转子开始拖动负载转动并加速；当转子转动到β₂位置时，转换为采用ＵＶ＿Ｗ供电方式ＩＩ给三相定子绕组提供恒定直流电，之后转子进入ＵＶ＿Ｗ供电方式ＩＩ对应的区段β₂～β₃，在该β₂～β₃区段内为三相绕组施加的直流电流为I_u＝0.5Ｉ_ｓ、Ｉ_ｖ＝0.5Ｉ_ｓ、Ｉ_ｗ＝－Ｉ_ｓ，在该β₂～β₃区段电机所产生的电磁转矩使转子继续加速；当转子转动到该区段最大转矩角位置α+π/3时，如果确定在此位置进行电机控制方式转换，则改变定子的供电方式，即，给三相定子绕组施加具有特定初始值（Ｉ_ｕ＝0.5Ｉ_ｓ、Ｉ_ｖ＝0.5Ｉ_ｓ、Ｉ_ｗ＝－Ｉ_ｓ）的、同步的三相对称交流电流，该三相对称交流电流为： $I_u=I_s\×\cos (2\mathrm{\π}\frac{\mathrm{pn}}{60}t+\frac{\mathrm{\π}}{3}),I_v=I_s\×\cos (2\mathrm{\π}\frac{\mathrm{pn}}{60}t-\frac{\mathrm{\π}}{3})$ 和其中，ｐ为转子磁极对数，ｔ表示时间（从0开始），ｎ为电机转子转速，I_u为在Ｕ相绕组上施加的交流电流值，I_v为在Ｖ相绕组上施加的交流电流值，I_w为在Ｗ相绕组上施加的交流电流值，I_s为设定值。由于三相交流电流的初值为Ｉ_ｕ0＝0.5Ｉ_ｓ、Ｉ_ｖ0＝0.5Ｉ_ｓ、Ｉ_ｗ0＝－Ｉ_ｓ，各相电流瞬时值与供电方式改变前的直流电流幅值和方向均相同，从图7可以看到，电机的瞬态转矩连续，也没有突变。随后利用转换后的三相交流电流，对电机采用正常的矢量控制，以实现电机的变频恒转矩输出控制，从而使电机从起动过程进入了正常的调速运行状态。

可以理解的是，当转子的起始位置β在其它区段时，也可采用上述同样的控制原理，在此不再赘述。

实施例三

参见图8，为本发明实施例三提供的永磁同步电机的起动装置的结构示意图，包括：

直流电施加子装置1，用于为永磁同步电机的三相绕组施加直流电，在所述直流电的作用下使永磁同步电机在定子与转子处于任意相对位置时均产生大于负载转矩的正向电磁转矩，以便所述产生的正向电磁转矩使转子从静止开始转动并持续加速；

控制方式转换子装置2，用于转子转动到电机控制方式转换的转子位置时，将永磁同步电机的直流输出控制方式转换为变频调速控制方式，并为所述三相绕组施加三相交流电，且在控制方式转换瞬间使施加在所述三相绕组上的电流瞬时值相等并使永磁同步电机产生的瞬态电磁转矩相等。

另外，上述装置还包括：

区段划分子装置，用于把定子和转子不同相对位置所形成的电周期平分为六个区段，所述六个区段分别对应六种直流供电方式中的一种，其中，在采用每个区段对应的直流供电方式为所述永磁同步电机的三相绕组施加直流电时，所述永磁同步电机在定子和转子相对位置处于本区段时所产生的瞬时电磁转矩均大于其它直流供电方式下所产生的瞬时电磁转矩；

所述六种直流供电方式分别为：第一供电方式，第二供电方式、第三供电方式、第四供电方式、第五供电方式和第六供电方式；

所述第一供电方式的通电电流为：I_u=I_s，I_v=-0.5I_s，I_w=-0.5I_s；

所述第二供电方式的通电电流为：I_u=0.5I_s，I_v=0.5I_s，I_w=-I_s；

所述第三供电方式的通电电流为：I_u=-0.5I_s，I_v=I_s，I_w=-0.5I_s；

所述第四供电方式的通电电流为：I_u=-I_s，I_v=0.5I_s，I_w=0.5I_s；

所述第五供电方式的通电电流为：I_u=-0.5I_s，I_v=-0.5I_s，I_w=I_s；

所述第六供电方式的通电电流为：I_u=0.5I_s，I_v=-I_s，I_w=0.5I_s；

其中，I_u为在Ｕ相绕组上施加的直流电流值，I_v为在Ｖ相绕组上施加的直流电流值，I_w为在Ｗ相绕组上施加的直流电流值，I_s为用于使永磁同步电机产生的正向电磁转矩大于负载转矩的设定电流值。

优选地，所述直流电施加子装置1，具体包括：

供电方式确定单元，用于确定转子静止时所在的区段对应的一种直流供电方式；直流电施加单元，用于采用所述确定的这种直流供电方式为永磁同步电机的三相绕组施加直流电流。

此外，上述装置还包括：

转换位置确定子装置，用于确定进行电机控制方式转换的区段，并将确定区段的最大转矩角位置处确定为进行电机控制方式转换的转子位置；转换初始电流确定子装置，用于确定以转换前的三相直流电流值作为转换后的三相交流电流的初始瞬时值；其中，所述区段内最大转矩角位置为采用三相交流供电时按相电流最大幅值为参考的、能产生最大平均正向电磁转矩值所对应的转子的位置。

优选地，所述转换位置确定子装置，具体包括：

静止位置判断单元，用于判断转子静止位置是否超过所在区段的最大转矩角位置；第一转换位置确定单元，用于在所述静止位置判断单元判断得到的转子静止位置未超过所在区段的最大转矩角位置时，将所述转子静止位置所在区段的最大转矩角位置处确定为进行电机控制方式转换的转子位置；第二转换位置确定单元，用于在所述静止位置判断单元判断得到的转子静止位置超过所在区段的最大转矩角位置时，在转子转动到所述转子静止位置所在区段的下一区段后，按下一区段对应的直流供电方式为所述三相绕组施加直流电，并将下一导通区段的最大转矩角位置处确定为进行电机控制方式转换的转子位置。

优选地，所述转换位置确定子装置，具体包括：

直流电继续施加单元，用于在所述转子的转速未达到参考转速时，在转子静止位置所在区段后续的一个或多个区段内，按照每个区段对应的直流供电方式为所述三相绕组施加直流电，所述参考转速为所述变频调速控制方式所要求的最小转速；第三转换位置确定单元，用于在转子的转速达到所述参考转速时，将转子当时位置所在区段的下一区段的最大转矩角位置处确定为进行电机控制方式转换的转子位置。

优选地，利用电机的变频调速控制器，在六个区段分别采用和区段对应的一种供电方式为永磁同步电机的三相绕组施加恒定的直流电流。

本发明实施例提供的永磁同步电机的起动装置，通过控制施加在三相绕组上的直流电的幅值和方向，使电机在定子与转子处于任意相对位置时均能产生大于负载转矩的正向电磁转矩，从而使得转子在任意初始位置时均能拖动负载从静止开始转动并持续加速，当转子转动到电机控制方式转换的转子位置时转换为变频调速控制方式，并为三相绕组施加三相交流电，且在控制方式转换瞬间使施加在所述三相绕组上的电流瞬时值相等并使永磁同步电机产生的瞬态电磁转矩相等，使转换前、后三相绕组上的电流瞬时值平滑过渡、电磁转矩没有凸变，从而实现电机带重负载平稳启动的目的。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法中的全部或部分步骤可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在存储介质中，如ＲＯＭ／ＲＡＭ、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得电机控制器（可以是处理器）执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

需要说明的是，本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的方法而言，由于其与实施例公开的***相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见***部分说明即可。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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。

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。

Claims (12)

1.一种永磁同步电机的起动方法，其特征在于，包括：

把定子和转子不同相对位置所形成的电周期平分为六个区段，所述六个区段分别对应六种直流供电方式中的一种，其中，在采用每个区段对应的直流供电方式为所述永磁同步电机的三相绕组施加直流电时，所述永磁同步电机在定子和转子相对位置处于本区段时所产生的瞬时电磁转矩均大于其它直流供电方式下所产生的瞬时电磁转矩；

确定转子静止时所在的区段对应的一种直流供电方式，并采用所述确定的这种直流供电方式为永磁同步电机的三相绕组施加直流电流，在所述直流电的作用下使永磁同步电机在定子与转子处于任意相对位置时均产生大于负载转矩的正向电磁转矩，以便所述产生的正向电磁转矩使转子从静止开始转动并持续加速；

转子转动到电机控制方式转换的转子位置时，将永磁同步电机的直流输出控制方式转换为变频调速控制方式，并为所述三相绕组施加三相交流电，且在控制方式转换瞬间使施加在所述三相绕组上的电流瞬时值相等并使永磁同步电机产生的瞬态电磁转矩相等。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述六种直流供电方式分别为：第一供电方式，第二供电方式、第三供电方式、第四供电方式、第五供电方式和第六供电方式；

所述第一供电方式的通电电流为：I_u＝I_s，I_v＝-0.5I_s，I_w＝-0.5I_s；

所述第二供电方式的通电电流为：I_u＝0.5I_s，I_v＝0.5I_s，I_w＝-I_s；

所述第三供电方式的通电电流为：I_u＝-0.5I_s，I_v＝I_s，I_w＝-0.5I_s；

所述第四供电方式的通电电流为：I_u＝-I_s，I_v＝0.5I_s，I_w＝0.5I_s；

所述第五供电方式的通电电流为：I_u＝-0.5I_s，I_v＝-0.5I_s，I_w＝I_s；

所述第六供电方式的通电电流为：I_u＝0.5I_s，I_v＝-I_s，I_w＝0.5I_s；

其中，I_u为在U相绕组上施加的直流电流值，I_v为在V相绕组上施加的直流电流值，I_w为在W相绕组上施加的直流电流值，I_s为用于使永磁同步电机产生的正向电磁转矩大于负载转矩的设定电流值。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

确定进行电机控制方式转换的区段，并将确定区段的最大转矩角位置处确定为进行电机控制方式转换的转子位置，且确定以转换前的三相直流电流值作为转换后的三相交流电流的初始瞬时值；

其中，所述最大转矩角位置为采用三相交流供电时按相电流最大幅值为参考的、能产生最大平均正向电磁转矩值所对应的转子的位置。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述确定进行电机控制方式转换的区段，并将确定区段的最大转矩角位置处确定为进行电机控制方式转换的转子位置，具体包括：

判断转子静止位置是否超过所在区段的最大转矩角位置；

如果否，则将所述转子静止位置所在区段的最大转矩角位置处确定为进行电机控制方式转换的转子位置；

如果是，则在转子转动到所述转子静止位置所在区段的下一区段后，按下一区段对应的直流供电方式为所述三相绕组施加直流电，并将下一导通区段的最大转矩角位置处确定为进行电机控制方式转换的转子位置。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述确定进行电机控制方式转换的区段，并将确定区段的最大转矩角位置处确定为进行电机控制方式转换的转子位置，具体包括：

如果所述转子的转速未达到参考转速，则在转子静止位置所在区段后续的一个或多个区段内，按照每个区段对应的直流供电方式为所述三相绕组施加直流电，所述参考转速为所述变频调速控制方式所要求的最小转速；

在转子的转速达到所述参考转速时，将转子当时位置所在区段的下一区段的最大转矩角位置处确定为进行电机控制方式转换的转子位置。

6.根据权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，利用电机的变频调速控制器，在六个区段分别采用和区段对应的一种供电方式为永磁同步电机的三相绕组施加恒定的直流电流。

7.一种永磁同步电机的起动装置，其特征在于，包括：

区段划分子装置，用于把定子和转子不同相对位置所形成的电周期平分为六个区段，所述六个区段分别对应六种直流供电方式中的一种，其中，在采用每个区段对应的直流供电方式为所述永磁同步电机的三相绕组施加直流电时，所述永磁同步电机在定子和转子相对位置处于本区段时所产生的瞬时电磁转矩均大于其它直流供电方式下所产生的瞬时电磁转矩；

直流电施加子装置，用于确定转子静止时所在的区段对应的一种直流供电方式，并采用所述确定的这种直流供电方式为永磁同步电机的三相绕组施加直流电流，在所述直流电的作用下使永磁同步电机在定子与转子处于任意相对位置时均产生大于负载转矩的正向电磁转矩，以便所述产生的正向电磁转矩使转子从静止开始转动并持续加速；

控制方式转换子装置，用于转子转动到电机控制方式转换的转子位置时，将永磁同步电机的直流输出控制方式转换为变频调速控制方式，并为所述三相绕组施加三相交流电，且在控制方式转换瞬间使施加在所述三相绕组上的电流瞬时值相等并使永磁同步电机产生的瞬态电磁转矩相等。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述六种直流供电方式分别为：第一供电方式，第二供电方式、第三供电方式、第四供电方式、第五供电方式和第六供电方式；

所述第一供电方式的通电电流为：I_u＝I_s，I_v＝-0.5I_s，I_w＝-0.5I_s；

所述第二供电方式的通电电流为：I_u＝0.5I_s，I_v＝0.5I_s，I_w＝-I_s；

所述第三供电方式的通电电流为：I_u＝-0.5I_s，I_v＝I_s，I_w＝-0.5I_s；

所述第四供电方式的通电电流为：I_u＝-I_s，I_v＝0.5I_s，I_w＝0.5I_s；

所述第五供电方式的通电电流为：I_u＝-0.5I_s，I_v＝-0.5I_s，I_w＝I_s；

所述第六供电方式的通电电流为：I_u＝0.5I_s，I_v＝-I_s，I_w＝0.5I_s；

其中，I_u为在U相绕组上施加的直流电流值，I_v为在V相绕组上施加的直流电流值，I_w为在W相绕组上施加的直流电流值，I_s为用于使永磁同步电机产生的正向电磁转矩大于负载转矩的设定电流值。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

转换位置确定子装置，用于确定进行电机控制方式转换的区段，并将确定区段的最大转矩角位置处确定为进行电机控制方式转换的转子位置；

转换初始电流确定子装置，用于确定以转换前的三相直流电流值作为转换后的三相交流电流的初始瞬时值；

其中，所述最大转矩角位置为采用三相交流供电时按相电流最大幅值为参考的、能产生最大平均正向电磁转矩值所对应的转子的位置。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述转换位置确定子装置，具体包括：

静止位置判断单元，用于判断转子静止位置是否超过所在区段的最大转矩角位置；

第一转换位置确定单元，用于在所述静止位置判断单元判断得到的转子静止位置未超过所在区段的最大转矩角位置时，将所述转子静止位置所在区段的最大转矩角位置处确定为进行电机控制方式转换的转子位置；

第二转换位置确定单元，用于在所述静止位置判断单元判断得到的转子静止位置超过所在区段的最大转矩角位置时，在转子转动到所述转子静止位置所在区段的下一区段后，按下一区段对应的直流供电方式为所述三相绕组施加直流电，并将下一导通区段的最大转矩角位置处确定为进行电机控制方式转换的转子位置。

11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述转换位置确定子装置，具体包括：

直流电继续施加单元，用于在所述转子的转速未达到参考转速时，在转子静止位置所在区段后续的一个或多个区段内，按照每个区段对应的直流供电方式为所述三相绕组施加直流电，所述参考转速为所述变频调速控制方式所要求的最小转速；

第三转换位置确定单元，用于在转子的转速达到所述参考转速时，将转子当时位置所在区段的下一区段的最大转矩角位置处确定为进行电机控制方式转换的转子位置。

12.根据权利要求7至11任一项所述的装置，其特征在于，利用电机的变频调速控制器，在六个区段分别采用和区段对应的一种供电方式为永磁同步电机的三相绕组施加恒定的直流电流。