电机初始位置辨识方法、装置、设备及可读存储介质与流程

1.本发明涉及电机控制技术领域，尤其涉及一种电机初始位置辨识方法、装置、设备及可读存储介质。


背景技术：

2.电机初始位置一般基于旋变初始角确定。现有技术中，永磁同步电机的初始位置辨识方案为：通过直流电流将电机转子拉到0位置，此时读取旋变与电机a轴间夹角的角度，即得到旋变初始角，从而确定电机初始位置。
3.但是，现有方案辨识的旋变初始角存在10
°
电角度左右的误差，在高转速深度弱磁区，这个角度偏差会带来严重的dq轴电流耦合，影响了控制品质与转矩精度。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的在于提供一种电机初始位置辨识方法、装置、设备及可读存储介质，旨在现有技术中辨识的旋变初始角精度较低的技术问题。
5.第一方面，本发明提供一种电机初始位置辨识方法，所述电机初始位置辨识方法包括：
6.将绝缘栅双极型晶体管igbt设置为第一状态，将母线电压设置为第一电压，其中，母线电压为第一电压时，母线电流小于预设电流；
7.给电机通入直流电流，当电机角度值变化率小于预设变化率且持续第一预设时长时，读取电机角度值，作为初始角度值；
8.将igbt设置为第二状态，将母线电压设置为第二电压，所述第二电压大于第一电压；
9.从零开始逐步增大q轴电流，直至电机转速达到设定转速，停止增大q轴电流；
10.从零开始逐步增大d轴电流，直至d轴电流达到预设电流值，停止增大d轴电流；
11.对初始角度值进行调节，当为新的角度值时，电机转速回到设定转速且持续第二预设时长，以所述新的角度值为旋变初始角。
12.可选的，台架包含电机模型，电机控制板包括igbt，电机控制板与台架通过硬线连接，实现台架对电机控制板的母线电压供电以及电机控制板与电机模型的旋变信号、电流信号、故障信号传输。
13.可选的，所述将绝缘栅双极型晶体管igbt设置为第一状态的步骤包括：
14.将绝缘栅双极型晶体管igbt的u相上桥臂设置为闭合状态，将绝缘栅双极型晶体管igbt的v相上桥臂设置为断开状态，将绝缘栅双极型晶体管igbt的w相上桥臂设置为断开状态。
15.可选的，所述将igbt设置为第二状态的步骤包括：
16.将igbt设置为封管状态。
17.可选的，在所述将绝缘栅双极型晶体管igbt设置为第一状态的步骤之前，还包括：
18.初调电流控制pi参数；
19.将台架输出轴端置为自由状态。
20.第二方面，本发明还提供一种电机初始位置辨识装置，所述电机初始位置辨识装置包括：
21.设置模块，用于将绝缘栅双极型晶体管igbt设置为第一状态，将母线电压设置为第一电压，其中，母线电压为第一电压时，母线电流小于预设电流；
22.读取模块，用于给电机通入直流电流，当电机角度值变化率小于预设变化率且持续第一预设时长时，读取电机角度值，作为初始角度值；
23.设置模块，还用于将igbt设置为第二状态，将母线电压设置为第二电压，所述第二电压大于第一电压；
24.电流控制模块，用于从零开始逐步增大q轴电流，直至电机转速达到设定转速，停止增大q轴电流；
25.电流控制模块，还用于从零开始逐步增大d轴电流，直至d轴电流达到预设电流值，停止增大d轴电流；
26.调节模块，用于对初始角度值进行调节，当为新的角度值时，电机转速回到设定转速且持续第二预设时长，以所述新的角度值为旋变初始角。
27.可选的，台架包含电机模型，电机控制板包括igbt，电机控制板与台架通过硬线连接，实现台架对电机控制板的母线电压供电以及电机控制板与电机模型的旋变信号、电流信号、故障信号传输。
28.可选的，所述设置模块，用于：
29.将绝缘栅双极型晶体管igbt的u相上桥臂设置为闭合状态，将绝缘栅双极型晶体管igbt的v相上桥臂设置为断开状态，将绝缘栅双极型晶体管igbt的w相上桥臂设置为断开状态。
30.可选的，所述设置模块，用于：
31.将igbt设置为封管状态。
32.可选的，电机初始位置辨识装置还包括调试模块，用于：
33.初调电流控制pi参数；
34.将台架输出轴端置为自由状态。
35.第三方面，本发明还提供一种电机初始位置辨识设备，所述电机初始位置辨识设备包括处理器、存储器、以及存储在所述存储器上并可被所述处理器执行的电机初始位置辨识程序，其中所述电机初始位置辨识程序被所述处理器执行时，实现如上所述的电机初始位置辨识方法的步骤。
36.第四方面，本发明还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有电机初始位置辨识程序，其中所述电机初始位置辨识程序被处理器执行时，实现如上所述的电机初始位置辨识方法的步骤。
37.本发明中，将绝缘栅双极型晶体管igbt设置为第一状态，将母线电压设置为第一电压，其中，母线电压为第一电压时，母线电流小于预设电流；给电机通入直流电流，当电机角度值变化率小于预设变化率且持续第一预设时长时，读取电机角度值，作为初始角度值；将igbt设置为第二状态，将母线电压设置为第二电压，所述第二电压大于第一电压；从零开
始逐步增大q轴电流，直至电机转速达到设定转速，停止增大q轴电流；从零开始逐步增大d轴电流，直至d轴电流达到预设电流值，停止增大d轴电流；对初始角度值进行调节，当为新的角度值时，电机转速回到设定转速且持续第二预设时长，以所述新的角度值为旋变初始角。通过本发明，提高了辨识的旋变初始角的精度。
附图说明
38.图1为本发明实施例方案中涉及的电机初始位置辨识设备的硬件结构示意图；
39.图2为本发明电机初始位置辨识方法一实施例的流程示意图；
40.图3为本发明电机初始位置辨识方法另一实施例的流程示意图；
41.图4为本发明电机初始位置辨识装置一实施例的功能模块示意图。
42.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
43.应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
44.第一方面，本发明实施例提供一种电机初始位置辨识设备。
45.参照图1，图1为本发明实施例方案中涉及的电机初始位置辨识设备的硬件结构示意图。本发明实施例中，电机初始位置辨识设备可以包括处理器1001(例如中央处理器central processing unit，cpu)，通信总线1002，用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信；用户接口1003可以包括显示屏(display)、输入单元比如键盘(keyboard)；网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如无线保真wireless
‑
fidelity，wi
‑
fi接口)；存储器1005可以是高速随机存取存储器(random access memory，ram)，也可以是稳定的存储器(non
‑
volatile memory)，例如磁盘存储器，存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。本领域技术人员可以理解，图1中示出的硬件结构并不构成对本发明的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
46.继续参照图1，图1中作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及电机初始位置辨识程序。
47.其中，处理器1001可以调用存储器1005中存储的电机初始位置辨识程序，并执行如下步骤：
48.将绝缘栅双极型晶体管igbt设置为第一状态，将母线电压设置为第一电压，其中，母线电压为第一电压时，母线电流小于预设电流；
49.给电机通入直流电流，当电机角度值变化率小于预设变化率且持续第一预设时长时，读取电机角度值，作为初始角度值；
50.将igbt设置为第二状态，将母线电压设置为第二电压，所述第二电压大于第一电压；
51.从零开始逐步增大q轴电流，直至电机转速达到设定转速，停止增大q轴电流；
52.从零开始逐步增大d轴电流，直至d轴电流达到预设电流值，停止增大d轴电流；
53.对初始角度值进行调节，当为新的角度值时，电机转速回到设定转速且持续第二预设时长，以所述新的角度值为旋变初始角。
54.其中，台架包含电机模型，电机控制板包括igbt，电机控制板与台架通过硬线连接，实现台架对电机控制板的母线电压供电以及电机控制板与电机模型的旋变信号、电流信号、故障信号传输。
55.其中，处理器1001可以调用存储器1005中存储的电机初始位置辨识程序，并执行如下步骤：
56.将绝缘栅双极型晶体管igbt的u相上桥臂设置为闭合状态，将绝缘栅双极型晶体管igbt的v相上桥臂设置为断开状态，将绝缘栅双极型晶体管igbt的w相上桥臂设置为断开状态。
57.其中，处理器1001可以调用存储器1005中存储的电机初始位置辨识程序，并执行如下步骤：
58.将igbt设置为封管状态。
59.其中，处理器1001可以调用存储器1005中存储的电机初始位置辨识程序，并执行如下步骤：
60.初调电流控制pi参数；
61.将台架输出轴端置为自由状态。
62.第二方面，本发明实施例提供了一种电机初始位置辨识方法。
63.一实施例中，参照图2，图2为本发明电机初始位置辨识方法一实施例的流程示意图。如图2所示，电机初始位置辨识方法包括：
64.步骤s10，将绝缘栅双极型晶体管igbt设置为第一状态，将母线电压设置为第一电压，其中，母线电压为第一电压时，母线电流小于预设电流；
65.本实施例中，在对电机进行控制之前，需对绝缘栅双极型晶体管igbt的状态进行设置，即将绝缘栅双极型晶体管igbt设置为第一状态，其中，第一状态根据实际需求预先确定。
66.还要对母线电压进行设置，即将母线电压设置为第一电压，且要满足母线电压为第一电压时，母线电流小于预设电流这一条件。其中，预设电流根据实际需要进行确定，例如为了避免出现过流故障，预设电流取值为50a，即对母线电压进行设置需要满足“母线电压为第一电压时，母线电流小于50a”这一条件。基于该限定，即可确定第一电压的取值。
67.步骤s20，给电机通入直流电流，当电机角度值变化率小于预设变化率且持续第一预设时长时，读取电机角度值，作为初始角度值；
68.本实施例中，完成步骤s10的设置后，即可给电机通入直流电流，并对电机角度值进行监控，从而得到电机角度值变化率。当发现电机角度值变化率小于预设变化率且持续第一预设时长时，读取此时的电机角度值，作为初始角度值。其中，预设变化率、第一预设时长均根据实际需要进行设置，例如预设变化率设置为1％，第一预设时长设置为1s。
69.步骤s30，将igbt设置为第二状态，将母线电压设置为第二电压，所述第二电压大于第一电压；
70.本实施例中，在得到初始角度值后，更改igbt的状态、调整母线电压的大小。即将绝缘栅双极型晶体管igbt在状态由第一状态设置为第二状态，其中，第二状态根据实际需求预先确定；且将母线电压设置为第二电压，其中，第二电压大于第一电压。
71.步骤s40，从零开始逐步增大q轴电流，直至电机转速达到设定转速，停止增大q轴
电流；
72.本实施例中，完成步骤s30的设置后，从零开始逐步增大q轴电流，直至电机转速达到设定转速时，停止增大q轴电流。
73.其中，可通过手动控制的方式增大q轴电流。例如，从零开始，每次增大1a，每两次手动控制间无固定时间间隔。例如，t1时刻q轴电流为0a；t2时刻，通过手动控制，给定q轴电流为1a；t3时刻，通过手动控制，给定q轴电流为2a，以此类推。随着q轴电流的增大，电极转速也会增大，当检测到电机转速达到设定转速时，输出提醒，相关操作人员收到提醒后，即可不再通过手动控制的方式增大q轴电流。其中，各个时刻间的时间间隔不固定。
74.当然，还可以是通过自动控制的方式，按照固定增长速率逐步增大q轴电流。例如，t1时刻q轴电流为0a；t2时刻，自动给定q轴电流为1a；t3时刻，自动给定q轴电流为2a，以此类推。随着q轴电流的增大，电极转速也会增大，当检测到电机转速达到设定转速时，停止增大q轴电流。其中，各个时刻间的时间间隔固定。
75.其中，设定转速根据实际需要进行设置，例如设置为100rpm。
76.步骤s50，从零开始逐步增大d轴电流，直至d轴电流达到预设电流值，停止增大d轴电流；
77.本实施例中，在电机转速达到设定转速时，停止增大q轴电流之后，从零开始逐步增大d轴电流，直至d轴电流达到预设电流值，停止增大d轴电流。
78.其中，可通过手动控制的方式增大d轴电流。例如，从零开始，每次增大1a，每两次手动控制间无固定时间间隔。例如，t1时刻d轴电流为0a；t2时刻，通过手动控制，给定d轴电流为1a；t3时刻，通过手动控制，给定d轴电流为2a，以此类推。直至d轴电流达到预设电流值时，输出提醒，相关操作人员收到提醒后，即可不再通过手动控制的方式增大d轴电流。其中，各个时刻间的时间间隔不固定。
79.当然，还可以是通过自动控制的方式，按照固定增长速率逐步增大d轴电流。例如，t1时刻d轴电流为0a；t2时刻，自动给定d轴电流为1a；t3时刻，自动给定d轴电流为2a，以此类推。当检测到d轴电流达到预设电流值时，停止增大d轴电流。其中，各个时刻间的时间间隔固定。
80.其中，预设电流值根据实际需要进行设置，在此不作限制。
81.步骤s60，对初始角度值进行调节，当为新的角度值时，电机转速回到设定转速且持续第二预设时长，以所述新的角度值为旋变初始角。
82.本实施例中，在步骤s40中，电机转速便已经达到了预设转速，后续，随着d轴电流的增大，电机转速会继续增大，即电机转速会大于预设转速。当停止增大d轴电流时，需对初始角度值进行调节，当将初始角度值调整为一新的角度值时，若电机转速回到设定转速且持续第二预设时长，则以该新的角度值为旋变初始角。其中，第二预设时长根据实际需要进行设置，例如设置为2s。
83.本实施例中，将绝缘栅双极型晶体管igbt设置为第一状态，将母线电压设置为第一电压，其中，母线电压为第一电压时，母线电流小于预设电流；给电机通入直流电流，当电机角度值变化率小于预设变化率且持续第一预设时长时，读取电机角度值，作为初始角度值；将igbt设置为第二状态，将母线电压设置为第二电压，所述第二电压大于第一电压；从零开始逐步增大q轴电流，直至电机转速达到设定转速，停止增大q轴电流；从零开始逐步增
大d轴电流，直至d轴电流达到预设电流值，停止增大d轴电流；对初始角度值进行调节，当为新的角度值时，电机转速回到设定转速且持续第二预设时长，以所述新的角度值为旋变初始角。通过本实施例，提高了辨识的旋变初始角的精度。
84.进一步地，一实施例中，台架包含电机模型，电机控制板包括igbt，电机控制板与台架通过硬线连接，实现台架对电机控制板的母线电压供电以及电机控制板与电机模型的旋变信号、电流信号、故障信号传输。
85.进一步地，一实施例中，所述将绝缘栅双极型晶体管igbt设置为第一状态的步骤包括：
86.将绝缘栅双极型晶体管igbt的u相上桥臂设置为闭合状态，将绝缘栅双极型晶体管igbt的v相上桥臂设置为断开状态，将绝缘栅双极型晶体管igbt的w相上桥臂设置为断开状态。
87.本实施例中，将绝缘栅双极型晶体管igbt设置为第一状态，即将绝缘栅双极型晶体管igbt的u相上桥臂设置为闭合状态，将绝缘栅双极型晶体管igbt的v相上桥臂设置为断开状态，将绝缘栅双极型晶体管igbt的w相上桥臂设置为断开状态，具体可通过igbt控制命令(1，0，0)进行设置。
88.进一步地，一实施例中，所述将igbt设置为第二状态的步骤包括：
89.将igbt设置为封管状态。
90.本实施例中，将igbt设置为第二状态即将igbt设置为封管状态，具体的，通过给io信号高电平控制驱动芯片输出的6路pwm波均为0，从而实现将igbt设置为封管状态。
91.进一步地，一实施例中，参照图3，图3为本发明电机初始位置辨识方法另一实施例的流程示意图。如图3所示，在步骤s10之前，还包括：
92.步骤s70，初调电流控制pi参数；
93.步骤s80，将台架输出轴端置为自由状态。
94.本实施例中，在进行旋变初始角角度辨识前，先初调电流控制pi参数，保证电流正常响应，并将台架输出轴端置为自由状态。
95.第三方面，本发明实施例还提供一种电机初始位置辨识装置。
96.一实施例中，参照图4，图4为本发明电机初始位置辨识装置一实施例的功能模块示意图。如图4所示，电机初始位置辨识装置包括：
97.设置模块10，用于将绝缘栅双极型晶体管igbt设置为第一状态，将母线电压设置为第一电压，其中，母线电压为第一电压时，母线电流小于预设电流；
98.读取模块20，用于给电机通入直流电流，当电机角度值变化率小于预设变化率且持续第一预设时长时，读取电机角度值，作为初始角度值；
99.设置模块10，还用于将igbt设置为第二状态，将母线电压设置为第二电压，所述第二电压大于第一电压；
100.电流控制模块30，用于从零开始逐步增大q轴电流，直至电机转速达到设定转速，停止增大q轴电流；
101.电流控制模块30，还用于从零开始逐步增大d轴电流，直至d轴电流达到预设电流值，停止增大d轴电流；
102.调节模块40，用于对初始角度值进行调节，当为新的角度值时，电机转速回到设定
转速且持续第二预设时长，以所述新的角度值为旋变初始角。
103.可选的，台架包含电机模型，电机控制板包括igbt，电机控制板与台架通过硬线连接，实现台架对电机控制板的母线电压供电以及电机控制板与电机模型的旋变信号、电流信号、故障信号传输。
104.可选的，所述设置模块10，用于：
105.将绝缘栅双极型晶体管igbt的u相上桥臂设置为闭合状态，将绝缘栅双极型晶体管igbt的v相上桥臂设置为断开状态，将绝缘栅双极型晶体管igbt的w相上桥臂设置为断开状态。
106.可选的，所述设置模块10，用于：
107.将igbt设置为封管状态。
108.可选的，电机初始位置辨识装置还包括调试模块50，用于：
109.初调电流控制pi参数；
110.将台架输出轴端置为自由状态。
111.其中，上述电机初始位置辨识装置中各个模块的功能实现与上述电机初始位置辨识方法实施例中各步骤相对应，其功能和实现过程在此处不再一一赘述。
112.第四方面，本发明实施例还提供一种可读存储介质。
113.本发明可读存储介质上存储有电机初始位置辨识程序，其中所述电机初始位置辨识程序被处理器执行时，实现如下步骤：
114.将绝缘栅双极型晶体管igbt设置为第一状态，将母线电压设置为第一电压，其中，母线电压为第一电压时，母线电流小于预设电流；
115.给电机通入直流电流，当电机角度值变化率小于预设变化率且持续第一预设时长时，读取电机角度值，作为初始角度值；
116.将igbt设置为第二状态，将母线电压设置为第二电压，所述第二电压大于第一电压；
117.从零开始逐步增大q轴电流，直至电机转速达到设定转速，停止增大q轴电流；
118.从零开始逐步增大d轴电流，直至d轴电流达到预设电流值，停止增大d轴电流；
119.对初始角度值进行调节，当为新的角度值时，电机转速回到设定转速且持续第二预设时长，以所述新的角度值为旋变初始角。
120.进一步地，一实施例中，台架包含电机模型，电机控制板包括igbt，电机控制板与台架通过硬线连接，实现台架对电机控制板的母线电压供电以及电机控制板与电机模型的旋变信号、电流信号、故障信号传输。
121.进一步地，一实施例中，所述电机初始位置辨识程序被处理器执行时，实现如下步骤：
122.将绝缘栅双极型晶体管igbt的u相上桥臂设置为闭合状态，将绝缘栅双极型晶体管igbt的v相上桥臂设置为断开状态，将绝缘栅双极型晶体管igbt的w相上桥臂设置为断开状态。
123.进一步地，一实施例中，所述电机初始位置辨识程序被处理器执行时，实现如下步骤：
124.将igbt设置为封管状态。
125.进一步地，一实施例中，所述电机初始位置辨识程序被处理器执行时，实现如下步骤：
126.初调电流控制pi参数；
127.将台架输出轴端置为自由状态。
128.其中，电机初始位置辨识程序被执行时所实现的方法可参照本发明电机初始位置辨识方法的各个实施例，此处不再赘述。
129.需要说明的是，在本文中，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、物品或者系统不仅包括那些要素，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、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
130.上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
131.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。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，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备执行本发明各个实施例所述的方法。
132.以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。