CN105529979A - 一种电机启动速度闭环控制方法 - Google Patents
一种电机启动速度闭环控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105529979A CN105529979A CN201610068831.1A CN201610068831A CN105529979A CN 105529979 A CN105529979 A CN 105529979A CN 201610068831 A CN201610068831 A CN 201610068831A CN 105529979 A CN105529979 A CN 105529979A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- stage
- motor
- asynchronous
- loop control
- control method
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P2205/00—Indexing scheme relating to controlling arrangements characterised by the control loops
- H02P2205/07—Speed loop, i.e. comparison of the motor speed with a speed reference
Landscapes
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
本发明涉及电机控制技术,目的是为了解决解决永磁同步直流电机重负荷的条件下启动失败的问题。本发明提供一种电机启动速度闭环控制方法,包括定位阶段、异步拖动阶段、异步拖动到无位置传感器速度闭环过渡阶段和无位置传感器速度闭环控制阶段,在无位置传感器速度闭环过渡阶段,控制d轴电流命令值Id *=0,q轴电流命令值Iq *按照最大力矩控制或者PI调节控制确定。电机启动速度闭环控制方法,还对定位阶段、异步拖动阶段及无位置传感器速度闭环控制阶段进行了改进。本发明适用于永磁同步直流电机。
Description
技术领域
本发明涉及电机控制技术,特别涉及永磁同步直流电机异步拖动结束切换到闭环控制的方法。
背景技术
传统的电机启动技术,一般包括定位、异步拖动、异步拖动到无位置传感器速度闭环过渡和无位置传感器速度闭环控制技术。在定位和异步拖动阶段,电流环ACR闭环控制,而速度环ASR开环控制,在异步拖动阶段,速度环虽然开环,但软件一直在检测电机位置和速度,在异步拖动结束时,软件所检测的电机位置和速度虽然有一定的误差,但切换到闭环控制时,一般能够顺利的实现电机的平滑过渡,顺利切换到闭环控制。
在异步拖动结束后,切换到闭环控制时,传统的控制方法是,通过最大力矩控制获得电机的q轴控制电流命令值Iq *和d轴控制电流命令值Id *,即使在力矩不变的条件下,Id *也会迅速变化到一负值,随着Id*的减少,Iq *也会迅速减小,造成电机在重负荷的条件下启动失败。
专利“永磁同步直流无刷电机启动控制方法(CN201410508796)”所介绍的方法,采用延时检测电机的转速方法进行控制,虽然可以提高所检测的电机转速精度,但是没有涉及电机从异步拖动过渡到无位置传感器速度闭环控制方法,“一种电机启动控制方法(CN201510129234)”虽然详细的介绍了电机的启动和异步拖动技术,也没有详细介绍切换到速度闭环控制技术,“永磁无刷电机的启动方法(CN201410431250)”虽然较好的处理了d/q轴电流的转换,避免了在进入闭环瞬间,由于d轴电流不为0,而造成d轴电流向0甚至向负值过渡时,q轴电流迅速降低造成启动问题,但还是存在d轴从0向负值变换的趋势和q轴电流Iq *的降低,造成启动失败问题的发生。
传统的最大力矩控制方法,所采用的公式是:
其中τ*为力矩命令值,Id-1 *为上次电机d轴电流命令值,Iq *为本次电机q轴电流命令值,Id *为本次电机d轴电流命令值,KE *为电机反电动势常数,Ld *为电机d轴电感,Lq *为电机q轴电感。KE *、Ld *、Lq *为电机参数。由于Ld *<Lq *,在τ*不变的条件下,当Id-1 *不为0,并且Id-1 *>0时,由公式(1)可见,在Id-1 *下降时,Iq *也降低,Iq *代入公式(2)可见,Id *为负值(最大为0),下次循环时,Id *为负值,代入(1)时,得到更小的Iq *,造成Iq *迅速降低。为了避免Id-1 *>0向负值过渡时,Id *突变,在异步拖动结束,切换到速度闭环控制时,常常采用对Id *进行低通滤波。但Id *的降低造成Iq *的减小,会造成异步拖动切换到速度环闭环控制时启动失败问题的发生。
发明内容
本发明提供一种电机启动速度闭环控制方法,用于解决重负荷的条件下启动失败的问题。
本发明解决其技术问题,采用的技术方案是,一种电机启动速度闭环控制方法,包括定位阶段、异步拖动阶段、异步拖动到无位置传感器速度闭环过渡阶段和无位置传感器速度闭环控制阶段,其特征在于,在无位置传感器速度闭环过渡阶段,控制d轴电流命令值Id *=0,q轴电流命令值Iq *按照最大力矩控制或者PI调节控制确定。
具体地,在异步拖动阶段,按照Id *=Id_B *cos(γ),Iq *=Id_B *sin(γ)进行控制电机d/q轴电流命令值,其中Id_B *为定位目标电流,异步拖动角度γ取值从0逐渐增大到异步拖动目标角度γd,γd为90°,控制Id *从Id *=Id_B *到Id *=0变化,Iq *为电机q轴电流命令值,Id *为电机d轴电流命令值。
具体地,在异步拖动阶段和无位置传感器速度闭环过渡阶段,对电机转子的角度θ1和转子转速f1进行推定,在闭环控制阶段,闭环控制电机转子速度和角度采用所推定的电机转子的角度θ1和转子转速f1,Id *与Iq *则恢复到常规的最大力矩控制或者弱磁控制,控制电机的运行。
具体地,在定位阶段,令Iqn *=0,n为自然数,Id *在T0时间内,从0逐渐增大到定位目标电流Id_B *,Id0=0,电机运行频率f0=0,同时定位电流矢量与固定坐标轴α轴之间的夹角为θ0,T0>0,之后停留T1时间,维持当前状态不变,迫使电机转子转到当前电流矢量的位置,T1≥0。
具体地,在异步拖动阶段,在T2时间内,维持电流矢量的大小不变,电流矢量以异步拖动频率f从f=0到f=fn按逆时针方向旋转,0<fn<=fd,其中fd为异步拖动目标频率,f0=0,异步拖动角度γ从0°变化到γd,γd为90°,γ0=0,异步拖动电流Idn *=Id_B *cos(γn),Iqn *=Id_B *sin(γn)。
具体地,在异步拖动到无位置传感器速度闭环过渡阶段,在T3时间内固定d轴电流命令值Id *=0,而q轴电流命令值Iq *按照最大力矩控制公式确定或者PI调节控制确定,T3>0。
具体地,最大力矩控制公式为
其中τ*为力矩命令值,Id-1 *为上次电机d轴电流命令值,Iq *为本次电机q轴电流命令值,Id *为本次电机d轴电流命令值,KE *为电机反电动势常数,Ld *为电机d轴电感,Lq *为电机q轴电感,KE *、Ld *、Lq *为电机参数。
本发明的有益效果是,通过上述一种电机启动速度闭环控制方法,能够在电机负荷重的条件下,特别是在冰箱电机背压启动的条件下,成功启动电机的运行,克服传统控制技术不能实现背压启动的技术问题,实现冰箱背压启动。
附图说明
图1为固定坐标系αβ坐标系和随电机转子运转的旋转d/q坐标系变量示意图。
具体实施方式
本发明解决其技术问题,采用的技术方案是,在定位阶段,令Iqn *=0,其中下标n为自然数,下同。Id *在T0时间内,从0逐渐增大到定位目标电流Id_B *,Id0=0,电机运行频率f0=0,同时定位电流矢量与固定坐标轴α轴之间的夹角为θ0,T0>0,之后停留T1时间,维持当前状态不变,迫使电机转子转到当前电流矢量的位置,T1≥0;在异步拖动阶段,在T2时间内,维持电流矢量的大小不变,电流矢量以异步拖动频率f从f=0到f=fn按逆时针方向旋转,0<fn<=fd,其中fd为异步拖动目标频率,f0=0,异步拖动角度γ从0°变化到γd,γd一般为90°,γ0=0,异步拖动电流Idn *=Id_B *cos(γn),Iqn *=Id_B *sin(γn),异步拖动电流矢量与固定坐标轴α轴之间的夹角为(θ0+∫2πfdt)。在异步拖动结束后,在异步拖动到无位置传感器速度闭环过渡阶段的T3时间内固定d轴电流命令值Id *=0,而q轴电流命令值Iq *按照最大力矩控制公式(1)确定或者PI调节控制确定,T3>0,随后进入闭环控制,闭环控制电机转子速度和角度采用异步拖动阶段T2时间内和速度环闭环过渡阶段T3时间内所推定的速度和角度,而Id *与Iq *则恢复到常规的最大力矩控制或者弱磁控制。实现冰箱背压启动。
一种电机启动速度闭环控制方法,包括以下步骤:
a.在定位阶段,令Iqn *=0,n为自然数,Id *在T0时间内,从0逐渐增大到定位目标电流Id_B *,Id0=0,电机运行频率f0=0,同时定位电流矢量与固定坐标轴α轴之间的夹角为θ0,T0>0,之后停留T1时间,维持当前状态不变,使电机转子转到当前电流矢量的位置,T1≥0;
b.在异步拖动阶段,在T2时间内,维持电流矢量的大小不变,电流矢量以异步拖动频率f从f=0到f=fn按逆时针方向旋转,0<fn<=fd,其中fd为异步拖动目标频率,f0=0,异步拖动角度γ从0°变化到γd,γd为90°,γ0=0,异步拖动电流Idn *=Id_B *cos(γn),Iqn *=Id_B *sin(γn),异步拖动电流矢量与固定坐标轴α轴之间的夹角为(θ0+∫2πfdt);
c.在异步拖动到无位置传感器速度闭环过渡阶段,在T3时间内固定d轴电流命令值Id *=0,而q轴电流命令值Iq *按照最大力矩控制公式确定或者PI调节控制确定,T3>0;
d.在异步拖动阶段T2时间内和异步拖动到无位置传感器速度闭环过渡阶段T3时间内,推定电机转子的角度θ1和转子转速f1;
e.在闭环控制阶段,闭环控制电机转子速度和角度采用所推定的电机转子的角度θ1和转子转速f1,而Id *与Iq *则恢复到常规的最大力矩控制或者弱磁控制。
Claims (7)
1.一种电机启动速度闭环控制方法,包括定位阶段、异步拖动阶段、异步拖动到无位置传感器速度闭环过渡阶段和无位置传感器速度闭环控制阶段,其特征在于,在无位置传感器速度闭环过渡阶段,控制d轴电流命令值Id *=0,q轴电流命令值Iq *按照最大力矩控制或者PI调节控制确定。
2.如权利要求1所述的一种电机启动速度闭环控制方法,其特征在于,在异步拖动阶段,按照Id *=Id_B *cos(γ),Iq *=Id_B *sin(γ)进行控制电机d/q轴电流命令值,其中Id_B *为定位目标电流,异步拖动角度γ取值从0逐渐增大到异步拖动目标角度γd,γd为90°,控制Id *从Id *=Id_B *到Id *=0变化,Iq *为电机q轴电流命令值,Id *为电机d轴电流命令值。
3.如权利要求1所述的一种电机启动速度闭环控制方法,其特征在于,在异步拖动阶段和无位置传感器速度闭环过渡阶段,对电机转子的角度θ1和转子转速f1进行推定,在闭环控制阶段,闭环控制电机转子速度和角度采用所推定的电机转子的角度θ1和转子转速f1,Id *与Iq *则恢复到常规的最大力矩控制或者弱磁控制,控制电机的运行。
4.如权利要求3所述的一种电机启动速度闭环控制方法,其特征在于,在定位阶段,令Iqn *=0,n为自然数,Id *在T0时间内,从0逐渐增大到定位目标电流Id_B *,Id0=0,电机运行频率f0=0,同时定位电流矢量与固定坐标轴α轴之间的夹角为θ0,T0>0,之后停留T1时间,维持当前状态不变,迫使电机转子转到当前电流矢量的位置,T1≥0。
5.如权利要求4所述的一种电机启动速度闭环控制方法,其特征在于,在异步拖动阶段,在T2时间内,维持电流矢量的大小不变,电流矢量以异步拖动频率f从f=0到f=fn按逆时针方向旋转,0<fn<=fd,其中fd为异步拖动目标频率,f0=0,异步拖动角度γ从0°变化到γd,γd为90°,γ0=0,异步拖动电流Idn *=Id_B *cos(γn),Iqn *=Id_B *sin(γn)。
6.如权利要求5所述的一种电机启动速度闭环控制方法,其特征在于,在异步拖动到无位置传感器速度闭环过渡阶段,在T3时间内固定d轴电流命令值Id *=0,q轴电流命令值Iq *按照最大力矩控制公式确定或者PI调节控制确定,T3>0。
7.如权利要求1至6任意一项所述的一种电机启动速度闭环控制方法,其特征在于,最大力矩控制公式为
其中τ*为力矩命令值,Id-1 *为上次电机d轴电流命令值,Iq *为本次电机q轴电流命令值,Id *为本次电机d轴电流命令值,KE *为电机反电动势常数,Ld *为电机d轴电感,Lq *为电机q轴电感,KE *、Ld *、Lq *为电机参数。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610068831.1A CN105529979A (zh) | 2016-02-01 | 2016-02-01 | 一种电机启动速度闭环控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610068831.1A CN105529979A (zh) | 2016-02-01 | 2016-02-01 | 一种电机启动速度闭环控制方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN105529979A true CN105529979A (zh) | 2016-04-27 |
Family
ID=55772019
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201610068831.1A Pending CN105529979A (zh) | 2016-02-01 | 2016-02-01 | 一种电机启动速度闭环控制方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN105529979A (zh) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106330020A (zh) * | 2016-11-03 | 2017-01-11 | 四川长虹电器股份有限公司 | 电机启动平稳过渡控制方法 |
CN107370435A (zh) * | 2017-08-30 | 2017-11-21 | 深圳市天祜智能有限公司 | 料理机恒转矩电流控制方法 |
CN108540016A (zh) * | 2018-04-28 | 2018-09-14 | 四川虹美智能科技有限公司 | 一种电机的启动方法及装置 |
CN110417320A (zh) * | 2019-07-04 | 2019-11-05 | 东南大学 | 一种垂直运行磁通切换永磁直线电机上下行无位置控制方法 |
CN110995062A (zh) * | 2019-10-29 | 2020-04-10 | 青岛海尔空调器有限总公司 | 电机启动控制方法、控制装置、电机及压缩机 |
CN111510036A (zh) * | 2020-04-30 | 2020-08-07 | 无锡飞翎电子有限公司 | 电机控制方法、电机控制装置、电机装置和衣物处理装置 |
CN113162507A (zh) * | 2021-05-08 | 2021-07-23 | 佛山市威灵洗涤电机制造有限公司 | 风机的控制方法、风机、家电设备和可读存储介质 |
CN114337443A (zh) * | 2022-03-10 | 2022-04-12 | 四川奥库科技有限公司 | 电机d轴电流命令值控制方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3672876B2 (ja) * | 2002-02-26 | 2005-07-20 | 株式会社東芝 | ベクトル制御インバータ装置及び回転駆動装置 |
JP2010011539A (ja) * | 2008-06-24 | 2010-01-14 | Toshiba Corp | モータ制御装置および半導体集積回路装置 |
JP2014011869A (ja) * | 2012-06-29 | 2014-01-20 | Daikin Ind Ltd | モータ駆動装置及びヒートポンプ装置 |
CN104242765A (zh) * | 2014-08-28 | 2014-12-24 | 四川长虹电器股份有限公司 | 永磁同步电机的启动方法 |
CN104333273A (zh) * | 2014-09-28 | 2015-02-04 | 四川长虹电器股份有限公司 | 永磁同步电机变频控制器弱磁控制方法 |
CN104779852A (zh) * | 2015-03-23 | 2015-07-15 | 四川长虹电器股份有限公司 | 一种电机启动控制方法 |
-
2016
- 2016-02-01 CN CN201610068831.1A patent/CN105529979A/zh active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3672876B2 (ja) * | 2002-02-26 | 2005-07-20 | 株式会社東芝 | ベクトル制御インバータ装置及び回転駆動装置 |
JP2010011539A (ja) * | 2008-06-24 | 2010-01-14 | Toshiba Corp | モータ制御装置および半導体集積回路装置 |
JP2014011869A (ja) * | 2012-06-29 | 2014-01-20 | Daikin Ind Ltd | モータ駆動装置及びヒートポンプ装置 |
CN104242765A (zh) * | 2014-08-28 | 2014-12-24 | 四川长虹电器股份有限公司 | 永磁同步电机的启动方法 |
CN104333273A (zh) * | 2014-09-28 | 2015-02-04 | 四川长虹电器股份有限公司 | 永磁同步电机变频控制器弱磁控制方法 |
CN104779852A (zh) * | 2015-03-23 | 2015-07-15 | 四川长虹电器股份有限公司 | 一种电机启动控制方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
霍军亚: "空调室外风机起动控制研究及应用", 《日用电器》 * |
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106330020B (zh) * | 2016-11-03 | 2018-12-11 | 四川长虹电器股份有限公司 | 电机启动平稳过渡控制方法 |
CN106330020A (zh) * | 2016-11-03 | 2017-01-11 | 四川长虹电器股份有限公司 | 电机启动平稳过渡控制方法 |
CN107370435B (zh) * | 2017-08-30 | 2020-07-28 | 深圳市天祜智能有限公司 | 料理机恒转矩电流控制方法 |
CN107370435A (zh) * | 2017-08-30 | 2017-11-21 | 深圳市天祜智能有限公司 | 料理机恒转矩电流控制方法 |
CN108540016A (zh) * | 2018-04-28 | 2018-09-14 | 四川虹美智能科技有限公司 | 一种电机的启动方法及装置 |
CN110417320A (zh) * | 2019-07-04 | 2019-11-05 | 东南大学 | 一种垂直运行磁通切换永磁直线电机上下行无位置控制方法 |
CN110417320B (zh) * | 2019-07-04 | 2021-06-01 | 东南大学 | 一种垂直运行磁通切换永磁直线电机上下行无位置控制方法 |
CN110995062A (zh) * | 2019-10-29 | 2020-04-10 | 青岛海尔空调器有限总公司 | 电机启动控制方法、控制装置、电机及压缩机 |
CN110995062B (zh) * | 2019-10-29 | 2023-08-22 | 青岛海尔空调器有限总公司 | 电机启动控制方法、控制装置、电机及压缩机 |
CN111510036A (zh) * | 2020-04-30 | 2020-08-07 | 无锡飞翎电子有限公司 | 电机控制方法、电机控制装置、电机装置和衣物处理装置 |
CN113162507A (zh) * | 2021-05-08 | 2021-07-23 | 佛山市威灵洗涤电机制造有限公司 | 风机的控制方法、风机、家电设备和可读存储介质 |
WO2022237059A1 (zh) * | 2021-05-08 | 2022-11-17 | 佛山市威灵洗涤电机制造有限公司 | 风机的控制方法、风机、家电设备和可读存储介质 |
CN114337443A (zh) * | 2022-03-10 | 2022-04-12 | 四川奥库科技有限公司 | 电机d轴电流命令值控制方法 |
CN114337443B (zh) * | 2022-03-10 | 2022-06-03 | 四川奥库科技有限公司 | 电机d轴电流命令值控制方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105529979A (zh) | 一种电机启动速度闭环控制方法 | |
CN106330020B (zh) | 电机启动平稳过渡控制方法 | |
CN103501146B (zh) | 无刷直流电机驱动***的换相转矩脉动抑制方法及*** | |
CN100461611C (zh) | 启动无传感器马达的***和方法 | |
CN103607155B (zh) | 基于旋转电流矢量的永磁同步电机无位置传感器控制方法 | |
CN103856139B (zh) | 无速度传感器永磁同步电机转子磁极初始位置识别方法 | |
US9246420B2 (en) | Motor control device | |
CN104158462B (zh) | 一种无位置传感器的永磁同步电机初始位置检测方法 | |
CN110311608B (zh) | 一种最优注入角的高频方波电压注入永磁同步电机无位置传感器控制方法 | |
CN103746619B (zh) | 一种同步电机启动控制方法及*** | |
CN109167543A (zh) | 一种永磁同步电机可正反转调速的无位置传感器控制方法 | |
CN104779853A (zh) | 室外风机启动控制方法 | |
CN108063575B (zh) | 自启动永磁同步电机i/f启动方法及*** | |
CN109379007B (zh) | 一种永磁同步电机无位置传感器控制带速重投方法 | |
CN104378030A (zh) | 永磁无刷电机无位置传感器启动方法 | |
CN105071715A (zh) | 电动汽车用内置式永磁同步电机弱磁控制方法 | |
CN104300850A (zh) | 永磁同步直流无刷电机启动控制方法 | |
CN102647134A (zh) | 一种永磁同步电机无角度传感器的效率优化控制方法 | |
CN104779855A (zh) | 室外风机反向无位置传感器控制方法 | |
CN113972868B (zh) | 永磁同步电机启动控制方法、装置和永磁同步电机 | |
Johnson et al. | Back-EMF-based sensorless control using the hijacker algorithm for full speed range of the motor drive in electrified automobile systems | |
CN106911279B (zh) | 一种直流无刷电机无传感器启动的方法 | |
CN205304674U (zh) | 一种永磁电梯门机控制器 | |
CN107623407A (zh) | 一种永磁电机驱动的高可靠性传动***及无传感器控制方法 | |
CN105490608B (zh) | 一种永磁电梯门机控制器及其控制方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160427 |