CN111786607A - 一种可靠平顺基于无位置传感器永磁同步电动机起动方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及永磁同步电机控制技术领域，公开了一种可靠平顺基于无位置传感器永磁同步电动机起动方法，在预定位阶段，控制定子电流矢量的角速度不变，幅值以第一设定函数增至设定幅值；然后控制定子电流矢量的幅值不变且指令位置角以第二设定函数增加，直至定子电流矢量与转子位置同步；在I/F加速阶段，使定子电流矢量与转子磁链位置通过“转矩‑自平衡”特性保持同步跟随，直至达到速度闭环运行的最低转速；在闭环切入阶段，电机转速保持速度闭环运行的最低转速不变，逐渐降低定子电流矢量幅值，使夹角θL逐渐衰减至小于阈值θLLmt时，切换闭环运行模式。本发明在***起动前后电机电流可控，切入闭环时电流脉动小，提高了起动可靠性和平顺性。
Description
技术领域
本发明涉及永磁同步电动机控制技术领域，特别是指一种可靠平顺基于无位置传感器永磁同步电动机起动方法。
背景技术
永磁同步电机(PMSM)具有功率密度大、效率高、结构简单、噪音低等特点，随着电机控制理论的发展和数字微处理器的普及，高性能的永磁同步电机驱动***也得到了广泛的应用。在白色家电领域，空调压缩机中也越来越多地使用永磁同步电机进行驱动。目前，应用于空调压缩机和风机的PMSM驱动***主要使用的是矢量控制技术，而矢量控制需要获取转子实时的位置和速度信息。传统驱动***中安装有位置传感器，如编码器、旋转变压器和霍尔传感器等。但位置传感器受工作环境影响较大，尤其在空调压缩机中，电机常运行于高温高压的密闭环境中，位置传感器无法正常工作。因此永磁同步电机的无位置传感器算法成为国内外相关企业的研究热点。
由于永磁同步电机反电动势中含有转子速度信息，目前的无速度传感器算法大多基于电机反电动势的观测。国内外学者提出了基于扩展卡尔曼滤波、模型参考自适应和滑模观测器等先进控制理论的速度观测算法，在仿真和实验平台上验证了控制算法性能。但这些观测算法计算量较大，对电机参数准确度要求也较高，滑模观测器等方法还可能引入高频的开关抖振。虽然有学者应用电机参数在线辨识来削弱电机参数带来的扰动，但这些算法总体上计算量较大，空调压缩机控制器中的控制芯片计算资源有限，算法的实时性会受到很大限制，动态性能并不理想。本文采用的假定旋转坐标系法是基于电机基波模型的闭环估计算法，电机参数的扰动可由观测器和调节器的校正进行补偿，对于表贴式和内嵌式永磁同步电机都适用，计算量较小，动态响应较好。
电机低速运行时，相电压或反电势较小，基于反电动势的速度估测算法失效，往往使用基于电机凸极效应的高频信号注入算法来提取转子的位置信息。这类方法适用范围有限，需要较高精度的电流检测电路提取高频电流信号，成本较高；并且，空调压缩机正常运行在中高速段，不会长时间运行在低速段。因此，需要设计一种空调压缩机零低速起动的控制策略。
发明内容
本发明提出一种可靠平顺基于无位置传感器永磁同步电动机起动方法，解决了现有技术中永磁同步电动机起动时电流脉动大的技术问题。
本发明的技术方案是这样实现的：一种可靠平顺基于无位置传感器永磁同步电动机起动方法，包括以下步骤：
S1、预定位阶段：电机定子电枢绕组中施加旋转电流矢量，使电机在电流闭环且速度开环模式下运行，定义开环电流矢量所在的同步坐标系为
坐标系，以电机转子位置为基准的同步坐标系设为dq坐标系，两坐标系的相位差为θL：
S11：控制所述定子电流矢量的角速度保持低频旋转，且定子电流矢量的幅值以第一设定函数增至设定幅值，使转子绕组电流在电流环PI控制器调节下逐渐增加；
S12：控制所述定子电流矢量的幅值不变且所述指令位置角以第二设定函数增加，使转子低频匀速旋转，直至所述定子电流矢量与转子位置同步；
S2、I/F加速阶段：控制电机定子电流矢量以设定的角加速度旋转，使定子电流矢量与转子磁链位置通过“转矩-自平衡”特性保持同步跟随，电机转子在定子电流矢量的牵引下保持同步速旋转，直至达到速度闭环运行的最低转速，使假定坐标系位置估算器准确估算出
坐标系与dq坐标系的夹角θL；
S3、闭环切入阶段：电机转速保持速度闭环运行的最低转速不变，逐渐降低定子电流矢量幅值，使电机通过“转矩-自平衡”特性的调节下，使夹角θL逐渐衰减至小于阈值θLLmt时，切换电机至速度闭环运行模式。
作为优选的技术方案，在步骤S11中，所述第一设定函数是斜坡函数，所述定子电流矢量的幅值以所述斜坡函数增加至设定值。
作为优选的技术方案，在步骤S12中，所述第二设定函数为线性函数，所述指令位置角以低频的线性函数增加。
作为优选的技术方案，在步骤S3之前，夹角θL由假定坐标系位置估算器获取，当由假定坐标系位置估算器直接获取
坐标系和假定旋转坐标系法的dc-qc轴系的角度误差tanΔθ的范围是[-28.2°，28.2°]时，tanΔθ≈Δθ＝θL，执行步骤S3。
作为优选的技术方案，在步骤S3中，所述定子电流矢量幅值是通过使所述夹角θL平滑切换的动态函数调整。
作为优选的技术方案，所述动态函数是Is(n)＝Is(n-1)-Kct(tanΔθ)2·Tc，其中：Kct为电流变化系数，tanΔθ为假定坐标轴位置估算器给出的坐标轴误差角的正切值，Tc为单片机控制周期。
作为优选的技术方案，在步骤S3中，阈值θLLmt为5～10°
本发明的有益效果在于：本发明提出了一种预定位-开环起动-切入闭环的起动算法，静止时对转子可靠预定位，起动时使用I/F(恒流频比)加速至闭环允许的最低转速，设计平滑切换律过渡到假定坐标轴误差角估算的闭环算法。在***起动前后，电机电流一直可控，避免了传统V/F(恒压频比)起动算法中的电机过流问题，通过平滑切换律削弱了切入闭环暂态过程的电流脉动，提高了起动可靠性和平顺性。
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，下面描述中的附图仅仅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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明中无位置传感器永磁同步电机起动***的结构框图；
图2为由I/F起动到闭环阶段中|Is|、TanθL、以及ω波形图；
图3a为预定位初始阶段的示意图；
图3b为预定位结束阶段的示意图；
图4为I/F起动加速阶段坐标系示意图；
图5为假定旋转坐标系法示意图；
图6为假定旋转坐标系法框图；
图7为不同电流幅值下的永磁同步电机电磁转矩特性图；
图8为永磁同步电机电磁转矩特性图；
图9为按照固定斜率给定的Is指令曲线θL变化曲线图；
图10为动态调整Is指令给定时tanΔθ变化曲线图；
图11为压机起动阶段至闭环运行阶段的相电流；
图12为由I/F起动到闭环阶段中|Is|、TanθL、以及ω波形图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
其中，在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“/”表示或的意思，例如，A/B可以表示A或B；本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，在本申请实施例的描述中，“多个”是指两个或多于两个。
以下，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
如图1所示出的无位置传感器永磁同步电机起动***的结构框图，包括包括电流采样、假定坐标系位置估算器、Clarke和PARK变换、速度环、dq轴电流环、Clarke逆变换和PARK逆变换、三相PWM逆变器、SVPWM计算单元、I/FStartUp单元等单元。其中，I/FStartUp单元包括I/FStartUp发生器、斜坡函数单元RAMP等。
本发明中永磁同步电机起动包括预定位阶段-I/F加速阶段-闭环切入阶段-闭环阶段。
在零低速起动时，基于反电势观测的速度估测算法不能获得精确稳定的位置和速度信号，因此在起动时只能对***进行电流闭环，速度开环的控制。如图1所示，软件开关Swt1、Swt2、Sw3均处于1位置，虚线框I/FStartUp发生器用于预定位阶段和I/F开环加速阶段给定电流矢量指令值和指令位置角等运行参数。
在I/F开环加速阶段，电流矢量指令值由I/FStartUp发生器给定。频率、角度指令值分别由设定角加速度积分以及二次积分给出，幅值指令值由设定的轨迹给出。电枢绕组的电流经过坐标变换后，投影到与频率指令值同步旋转的坐标系上，在电流环调节控制下，注入到电枢绕组的电流将跟随参考值。
随着速度加速至闭环最低速度时，进入切闭环过度阶段。Sw3处于2位置，电流矢量指令值按照切换率给出，速度保持闭环最低速度不变。在电机“转矩自平衡”特性调节下，指令假定坐标系与实际坐标系逐渐重合，完成切闭环过渡阶段。
闭环阶段，速度环，电流环同时打开，Swt1、Swt2均处于2位置。速度和角度由假定旋转坐标系法估算得出。
由此，***完成了一次由零低速起动到闭环稳定运行阶段。
下面结合框图和计算分析描述各阶段的工作原理：
S1.预定位阶段：电机定子电枢绕组中施加旋转电流矢量，使电机在电流闭环且速度开环模式下运行，定义开环电流矢量所在的同步坐标系为
坐标系，以电机转子位置为基准的同步坐标系设为dq坐标系，两坐标系的相位差为θL：
S11：控制所述定子电流矢量的角速度保持低频旋转，且定子电流矢量的幅值以第一设定函数增至设定幅值，使转子绕组电流在电流环PI控制器调节下逐渐增加；
S12：控制所述定子电流矢量的幅值不变且所述指令位置角以第二设定函数增加，使转子低频匀速旋转，直至所述定子电流矢量与转子位置同步。
在电机起动前，转子初始位置是随机的。在开环I/F起动时，由于转子位置未知，电机角度由给定速度积分获得。
如图2所示，定义开环电流矢量所在的同步坐标系为
坐标系，以电机转子位置为基准的同步坐标系设为dq坐标系，两坐标系的相位差为θL(定义q轴超前
轴的角度为θL)，电流矢量Is与转子位置夹角为θsr，θL与θsr互为余角，指令位置角度为
由电机数学模型可得以下转矩方程：
其中Te为电磁转矩，Pn为电机极对数，|Is|为电流矢量幅值，ψpm为电机转子永磁磁链，Ld为d轴电感，Lq为q轴电感。
由转矩公式(1.1)可知，当在电机定子上施加一定的电流矢量，所产生的电磁转矩将转子旋转拖动到固定位置，然后从该位置起动加速，
预定位最简单的办法是采用单次定位，在定子上持续施加幅值和角度固定的电流矢量，若产生的电磁转矩能够克服电机固有的负载转矩，那么电机转子将旋转至接近固定方向，完成定位。但转子的初始位置是随机的，当施加定位电流矢量与转子位置夹角过小，或者相差接近180时，电磁转矩不足以克服固有负载转矩，此时转子可能无法转动，定位失败，所以单次定位不能保证转子每次定位都能成功。
另一种可行的办法是，在电枢绕组中施加一个幅值足够大，旋转频率很低的旋转电流矢量。本发明中，为了避免施加大电流的瞬间对电机带来的冲击，施加的电流幅值设定为斜坡函数，使电流由零逐渐增加至某个定值，然后幅值保持不变，以很低频率旋转180°电周期完成预定位。预定位阶段坐标系如图3a和图3b所示。
给定指令位置角初始值为90°(也就是电流矢量Is投影到
轴上，初始值为180°)，然后电流矢量幅值指令逐渐增加到一定值，在电流环PI控制器调节下，绕组电流跟踪指令逐渐增加，接着指令位置角开始以很低的频率线性增加，转子低频匀速旋转。为了能够将转子拖动至同步。当指令位置角达到270°时，电机位置最终定位于图3b所示的零位位置，此时θL＝90°，定子电流矢量对准d轴。
S2.I/F加速阶段：控制电机定子电流矢量以设定的角加速度旋转，使定子电流矢量与转子磁链位置通过“转矩-自平衡”特性保持同步跟随，电机转子在定子电流矢量的牵引下保持同步速旋转，直至达到速度闭环运行的最低转速，使假定坐标系位置估算器准确估算出
坐标系与dq坐标系的夹角θL。
在转子预定位后，进入起动加速阶段，指令位置角
与
坐标系的旋转角速度
角加速度
之间关系为：
角加速度
可以根据要求设计为常量或随时间变化。随着
轴系开始以角速度
逆时针旋转，定子电流矢量Is也开始旋转。定子电流矢量Is在q轴上分量提供了电磁转矩Te，当电磁转矩与负载转矩平衡时，定子电流矢量Is与转子磁链ψpm位置保持固定夹角θsr(电机dq坐标系与指令
坐标系之间保持一定的相位差θL)，如图4所示，这样电机转子在Is的牵引下保持同步速旋转。
当电磁转矩Te小于负载转矩时，转子减速旋转，于是定子电流矢量Is与转子磁链ψpm夹角θsr增大，电磁转矩Te增大，从而在新的夹角位置达到转矩平衡；反之，当Te大于负载转矩时，转子加速旋转，于是定子电流矢量Is与转子磁链ψpm夹角θsr减小，电磁转矩Te减小，同样会在新的夹角位置达到转矩平衡。这个过程称为永磁同步电机的“转矩-自平衡”特性：保持定子电流幅值不变，若负载转矩增大，夹角θsr也会逐渐增大来产生更大的电磁转矩，并在90°达到峰值。当θsr超过90°而继续增大时，电磁转矩变小，电机将失去“转矩-自平衡”调节，造成失步。
“转矩-自平衡”特性使***在I/F加速阶段具有一定的负载转矩抗扰的能力。起动电流矢量Is幅值和指令角加速度
这两个参数是可调的，它们遵循以下关系：
其中，Kt为起动电流幅值的可调系数，Kα为可调的角加速系数。给定起动电流矢量Is的幅值越大，设定的角加速度越小，则***抗扰动的裕量就越大，抗失步能力就越强。
假定旋转坐标系法是基于PMSM基波模型的速度观测算法。由于转子真实位置未知，在估测的同步旋转dc-qc轴系中，列出PMSM定子电压方程如下：
其中E0x@E0+p(Lq-Ld)iq+ωr(Ld-Lq)id为扩展反电动势，Δθ角为同步旋转dc-qc轴系和真实转子d-q轴系间的误差角，如图5所示。
将扩展反电动势分解在dc-qc轴上，利用反正切运算即可获取误差角Δθ：
此处运用了等价无穷小关系，在Δθ较小时成立。由于假定旋转坐标系dc-qc旋转速度等于估测转速
当估测转速小于实际转速时，估测转速误差角Δθ会减小；估测转速大于实际转速时，估测转速误差角Δθ则会增大。因此可以用Δθ经过锁相环(PLL)来得到估测转速。由此可见，假定旋转坐标系法是通过定子电压方程计算扩展反电动势的dc-qc轴分量，然后计算反正切值获得误差角，进而估测转速的观测方式。整体算法的框图如图6所示。
S3闭环切入阶段：电机转速保持速度闭环运行的最低转速不变，逐渐降低定子电流矢量幅值，使电机通过“转矩-自平衡”特性的调节下，使夹角θL逐渐衰减至小于阈值θLLmt时，切换电机至速度闭环运行模式。
在I/F起动阶段，当转速加速至一定范围，利用假定坐标系位置估算器，可以准确估算出
与dq坐标系之间的夹角θL时，便可以考虑切换至速度闭环。但是，如果在θL较大时直接切换，会导致电流和转矩出现暂态波动，不利于电机稳定运行，严重时会引起***剧烈振动而过流保护。所以在闭环切入前，需要考虑将θL逐渐衰减到低于某个较小的阈值θLLmt时，再切换至速度闭环运行阶段。
由式(1.1)可知，一种简单易行将θL逐渐缩小至一个较小阈值的方法是，逐渐降低电流Is幅值，这样在电机“转矩-自平衡”的不断调整下，θL会逐渐缩小。
为了能够使这一过程可靠平顺快速切换，需要对|Is|与θL关系进一步定量分析。
对式(1.1)做进一步变换：
当固定|Is|时，电磁转矩Te对θsr求导：
由式(2.2)以及图7所示，可以知道随着θsr的增加，电磁转矩会达到一个极值，为了让***工作在电磁转矩与θsr为单调递增区间，θsr需要满足以下关系：
另外，为了避免随着θsr增加出现电磁转矩负向增加，电流幅值应满足以下关系：
电机电磁转矩Te与θsr特性如图8所示。
Te90曲线：|Is|幅值为90％额定电流时电磁转矩与θsr的特性曲线，其余曲线表示含义类同。
在不同|Is|幅值下，将输出电磁转矩最大值点对应的最大的θsr连接起来，可以形成θsrMax曲线，如图8中虚线所示。在切换过程中，假定负载转矩恒定不变，则TL曲线表示设定的切换过程的负载曲线，分别与不同|Is|幅值下转矩曲线交于点A，B，C，D，E，这些点表示负载不变时，在不同|Is|幅值时，电机“转矩自平衡”调整下的稳态点。
在这些点上作转矩曲线的切线，夹角为α，α值越大，表示电机“转矩自平衡”可调整的力度越大，抗负载扰动能力越强，***越稳定。由式(1.3)可知，增加起动电流幅值的可调系数Kt，会导致α变大。减小角加速系数Kα，会导致负载曲线斜率变小，会导致α变大。
由图8可知，电机转矩与转矩角特性有以下特征：
1：随着负载TL增加，TL’曲线的交点A’，以及受θsrMax曲线限制的交点E’，之间的行程变短，即θsr变化的范围变小。
2：随着|Is|幅值减小，转矩曲线将右移，与负载曲线TL交点对应的θsr值也增加，θsr变化的范围变小；
3：随着|Is|幅值减小，转矩曲线与负载曲线的夹角α逐渐变小。
切换策略：
当电机在I/F起动阶段达到闭环允许的最小运行频率时，就可以开始进行算法切换。为了使切换时闭环算法收敛，在低于最小运行频率时需要让闭环算法和开环算法同时运行。由于在切入速度闭环之前，***同步旋转速度满足假定旋转坐标系法最低速度要求，因此算法中使用的速度和角度(角度信号用于电流和电压的坐标变换)由I/FStartUp发生器提供。
假定坐标系法输入量(电压、电流、同步速度、以及坐标变换的角度)均采用I/F起动算法的
坐标系下的变量。所以在切入闭环之前，I/F起动算法的
坐标系将和假定旋转坐标系法的dc-qc轴系重合，故可以依据假定旋转坐标系法估测的与以转子位置为基准的同步坐标系之间的误差角度，作为I/F起动算法的
坐标系与以转子位置为基准的同步坐标系之间的误差角度，这个误差角度可以作为切换策略的反馈输入。
在开环切入闭环时，希望θsr接近90°，因此可以通过降低|Is|来达到切换时角度的要求。但是，随着|Is|幅值的减小，θsr接近90°，与θsr互余的θL角接近0°，转矩角β也逐渐变小。当β减小到一定程度时，***“转矩自平衡”失去调整能力，***容易处于失控不稳定状态。因此在切换时，θL应留有裕量θLmin。若θLmin太大，则切换过程冲击较大，容易造成***振荡；若θLmin太小，则***在切换前可能失去稳定，需要结合实际，一般来说设置5～10°即可。
在切换过程中，要降低电流指令的幅值|Is|。每个自平衡周期内，可以近似认为转子平均加速度为0，所以电磁转矩的平均值等于负载转矩平均值，根据近似的转矩公式
TL＝Te＝|Is|*cosθL，|Is|以固定斜率减少时，θL的下降趋势如图9所示。在Is线性递减时，θL非线性递减，θL值越小时下降越剧烈，容易导致切换过程电流振荡，所以需要动态调整|Is|下降的斜率以减缓θL的下降。
本发明中采用动态调整|Is|斜率：
在传统的切换策略中，需要分别计算出开环坐标系和闭环坐标系的实时角度，然后相减得到两坐标系的角度差。而在本文的算法中，未切入闭环时I/F起动算法的
坐标系和假定旋转坐标系法的dc-qc轴系重合，因此dc-qc轴系和真实d-q轴系之间的角度误差tanΔθ≈Δθ＝θL，可以用闭环算法计算出的tanΔθ值直接进行判断，从而免去了实时角度的计算和角度差的求取。
为了满足近似条件tanΔθ≈Δθ以简化计算，将Δθ限制在[-28.2°，28.2°]变化范围之内。由图10可知，在此区间内Δθ变化处于拐点附近，变化率非常大，容易造成动态调整|Is|滞后，导致切换过程扭矩波动以及电流震荡。
考虑到余弦量有等价无穷小cosΔθ≈1-(Δθ)2，本文设计的|Is|变化规律如式(2.6)：
Is(n)＝Is(n-1)-Kct(tanΔθ)2·Tc(0.11)
其中：Kct为电流变化系数，tanΔθ为假定坐标轴位置估算器给出的坐标轴误差角的正切值，Tc为单片机控制周期。
则tanΔθ变化情况如图10所示，可以看出，当|Is|按照式(2.6)变化时，角度误差下降比较平缓，可以实现平滑切换。
实验结果与分析：
为了验证该方法实用性能，在公司智能驱动硬件平台上进行了实验，其中硬件平台主要器件规格参数如表3-1所述：
表3-1硬件平台主要器件规格参数
***载波频率设定4kHz，电机无位置传感器，图11为压机起动过程相电流波形。其中Stg1和Stg2为预定为阶段，stg3为I/F加速起动阶段，stg4为切换过程，stg5为闭环稳定运行阶段。
由图3-1可知，从预定位、I/F加速启动、再到切换阶段，最后进入无位置传感估算闭环阶段，整个运行过程压机运行平顺，可靠。
本发明具有以下优越性：
1：整个起动过程电流可控，受指令值约束，相比于V/F启动，可以有效避免不同负载下过流导致的起动失败。
2：将预定位分为两段，先是电流矢量角度固定、幅值逐渐增加，然后幅值固定、角度缓慢增加。这样即避免了预定位阶段对电机造成的冲击，也提高了预定位可靠性
3：I/F加速阶段通过“转矩自平衡特性”，使得电机在起动过程的具有更好抗负载干扰性能。
4：闭环切换阶段时，通过监测指令坐标系与实际坐标系角度差的正切值，来实时调整电流衰减幅度，使坐标系角度差逐渐收敛到一个很小的角度，提高了切换过程平顺性和快速性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种可靠平顺基于无位置传感器永磁同步电动机起动方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、预定位阶段：电机定子电枢绕组中施加旋转电流矢量，使电机在电流闭环且速度开环模式下运行，定义开环电流矢量所在的同步坐标系为
坐标系，以电机转子位置为基准的同步坐标系设为dq坐标系，两坐标系的相位差为θL：
S11：控制所述定子电流矢量的角速度保持低频旋转，且定子电流矢量的幅值以第一设定函数增至设定幅值，使转子绕组电流在电流环PI控制器调节下逐渐增加；
S12：控制所述定子电流矢量的幅值不变且所述指令位置角以第二设定函数增加，使转子低频匀速旋转，直至所述定子电流矢量与转子位置同步；
S2、I/F加速阶段：控制电机定子电流矢量以设定的角加速度旋转，使定子电流矢量与转子磁链位置通过“转矩-自平衡”特性保持同步跟随，电机转子在定子电流矢量的牵引下保持同步速旋转，直至达到速度闭环运行的最低转速，使假定坐标系位置估算器准确估算出
坐标系与dq坐标系的夹角θL；
S3、闭环切入阶段：电机转速保持速度闭环运行的最低转速不变，逐渐降低定子电流矢量幅值，使电机通过“转矩-自平衡”特性的调节下，使夹角θL逐渐衰减至小于阈值θLLmt时，切换电机至速度闭环运行模式。
2.如权利要求1所述的一种可靠平顺基于无位置传感器永磁同步电动机起动方法，其特征在于：在步骤S11中，所述第一设定函数是斜坡函数，所述定子电流矢量的幅值以所述斜坡函数增加至设定值。
3.如权利要求1所述的一种可靠平顺基于无位置传感器永磁同步电动机起动方法，其特征在于：在步骤S12中，所述第二设定函数为线性函数，所述指令位置角以低频的线性函数增加。
4.如权利要求1所述的一种可靠平顺基于无位置传感器永磁同步电动机起动方法，其特征在于：在步骤S3之前，夹角θL由假定坐标系位置估算器获取，当由假定坐标系位置估算器直接获取
坐标系和假定旋转坐标系法的dc-qc轴系的角度误差tanΔθ的范围是[-28.2°，28.2°]时，tanΔθ≈Δθ＝θL，执行步骤S3。
5.如权利要求4所述的一种可靠平顺基于无位置传感器永磁同步电动机起动方法，其特征在于：在步骤S3中，所述定子电流矢量幅值是通过使所述夹角θL平滑切换的动态函数调整。
6.如权利要求5所述的一种可靠平顺基于无位置传感器永磁同步电动机起动方法，其特征在于：所述动态函数是Is(n)＝Is(n-1)-Kct(tanΔθ)2·Tc，其中：Kct为电流变化系数，tanΔθ为假定坐标轴位置估算器给出的坐标轴误差角的正切值，Tc为单片机控制周期。
7.如权利要求1所述的一种可靠平顺基于无位置传感器永磁同步电动机起动方法，其特征在于：在步骤S3中，阈值θLLmt为5～10°。
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