1.一种汽车空调无传感器启动方法,其特征在于,包括以下步骤: (1)确定电机的转子初始位置; (2)将所述转子转到运行方向的对齐角; (3)在电机的定子上通入三相电流,控制其产生的力矩矢量角与所述对齐角成90度,以最大力矩启动; (4)将开环加速到切换速度; (5)再切换到闭环运行,从而完成压缩机的启动过程。
2.如权利要求1所述的汽车空调无传感器启动方法,其特征在于,所述步骤(1)具体为:将电机的转子一圈的位置分为角度相同的六个区域,转子停留在其中一个区域,则确定转子初始位置位于该区域。
3.如权利要求1或2所述的汽车空调无传感器启动方法,其特征在于,所述步骤(2)具体为:每个所述区域的逆时针方向的边界即为该区域的对齐角,当所述转子位于某一区域时,则将转子转到该区域的对齐角上。
4.如权利要求1-3任一项所述的汽车空调无传感器启动方法,其特征在于,所述六个区域的对齐角分别为0度、60度、120度、180度、240度和300度。
1.一种汽车空调无传感器启动方法,其特征在于,包括以下步骤: (1)确定电机的转子初始位置; (2)将所述转子转到运行方向的对齐角; (3)在电机的定子上通入三相电流,控制其产生的力矩矢量角与所述对齐角成90度,以最大力矩启动; (4)将开环加速到切换速度; (5)再切换到闭环运行,从而完成压缩机的启动过程。
2.如权利要求1所述的汽车空调无传感器启动方法,其特征在于,所述步骤(1)具体为:将电机的转子一圈的位置分为角度相同的六个区域,转子停留在其中一个区域,则确定转子初始位置位于该区域。
3.如权利要求1或2所述的汽车空调无传感器启动方法,其特征在于,所述步骤(2)具体为:每个所述区域的逆时针方向的边界即为该区域的对齐角,当所述转子位于某一区域时,则将转子转到该区域的对齐角上。
4.如权利要求1-3任一项所述的汽车空调无传感器启动方法,其特征在于,所述六个区域的对齐角分别为0度、60度、120度、180度、240度和300度。
翻译:技术领域
本发明涉及一种汽车空调无传感器启动方法,属于汽车自动化领域。
背景技术
随着新能源汽车产业的不断发展,目前与之配套的汽车电动空调压缩机也得到了发展。汽车电动空调压缩机大都采用无刷直流电机(BLDC)驱动,其算法主要有无传感器6步方波驱动以及磁场定向控制。无论采用哪一种算法,其启动都属于无刷直流电机的无传感器启动。
我们都知道对于无刷直流电机无传感器应用而言,最难的地方就是启动;传统的无传感启动方式是三段式启动,即对齐,开环加速和闭环运行。由于电动空调压缩机的机械结构大都是采用涡旋结构,其对齐时会产生较大的碰撞声及吱吱的电流声,对于用户来讲是难以接受的。
对齐阶段的操作实际上就是让电机的转子转到一个已知角度上;由于上一次停机时转子的位置是随机的,因此这一步对齐操作最恶劣的情况可能是转子需要转动180度电角度,而实际上这个时候的对齐操作很有可能会失败,往d轴方向的力F不会产生有效的力矩使得转子转动。当然现实中这样刚刚相差180度的情况概率非常低。
然后就算不是真正的停在180度位置,比如停在130度上,如图2所示。这个时候转子需要逆时针运行130度电角度才能到达d轴位置。假如压缩机实际正常运行方向是顺时针的,那么逆时针定位将会带来一定程度的冲击和噪声,同时如果此时吸气压力和排气压力压差还比较大的话,就需要较大的定位电流和较长的定位时间,这对于压缩机的启动来讲是极为不利的。
为改进传统的三段式启动法存在的问题,后来又有专利和文献涉及到电感法启动。电感法最常见的是通过在电机定子绕组中注入6个等幅度等时间的电压矢量,然后检测绕组中电流上升的斜率来实现的,如下图所示,这里就不详细展开了。只是需要注意的是注入时间要特别注意,不能太长,否则转子一旦转动就会影响检测结果。
通过电感法,可以得到压缩机转子位置位于图3中的某个区。接下来常规的方法就直接可以开始开环启动了。由于转子的位置估计会存在正负30度电角度误差,因此都会假设转子位于这6个区中某区的中间位置,这样实际启动时的角度可能会是60度或者120度,因此也就不能保证最大的启动力矩。另外电感法可能还存在分辨率低的情形,需要用普通对齐法进行双保险。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:为克服上述问题,提供一种汽车空调无传感器启动方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种汽车空调无传感器启动方法,包括以下步骤:
(1)确定电机的转子初始位置;
(2)将所述转子转到运行方向的对齐角;
(3)在电机的定子上通入三相电流,控制其产生的力矩矢量角与所述对齐角成90度,以最大力矩启动;
(4)将开环加速到切换速度;
(5)再切换到闭环运行,从而完成压缩机的启动过程。
优选地,所述步骤(1)具体为:将电机的转子一圈的位置分为角度相同的六个区域,转子停留在其中一个区域,则确定转子初始位置位于该区域。
优选地,所述步骤(2)具体为:每个所述区域的逆时针方向的边界即为该区域的对齐角,当所述转子位于某一区域时,则将转子转到该区域的对齐角上。
优选地,所述六个区域的对齐角分别为0度、60度、120度、180度、240度和300度。
本发明的有益效果是:使用本发明获得转子+-30度电角度误差的初始位置后,使用对齐策略,将转子拉到压缩机运行方向上的对齐角上,然后再进入开环加速和切闭环的过程。相比纯电感法启动方式,可以获得最大的启动力矩;相比传统的对齐方式,减少了对齐电流和对齐时间,以及避免了对齐失败。经过实践证明,使用这种无传感器启动新方法,可以增强启动成功率,减少启动时的碰撞和噪声。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明一个实施例的流程图;
图2是本发明一个实施例的示意图;
图3是本发明一个实施例的示意图;
图4是本发明一个实施例的示意图;
图5是本发明一个实施例的示意图;
图6是本发明一个实施例的示意图。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图,仅以示意方式说明本发明的基本结构,因此其仅显示与本发明有关的构成。
实施例1
如图1所示的本发明所述一种汽车空调无传感器启动方法,包括以下步骤:
(1)确定电机的转子初始位置;
(2)将所述转子转到运行方向的对齐角;
(3)在电机的定子上通入三相电流,控制其产生的力矩矢量角与所述对齐角成90度,以最大力矩启动;具体使用SVPWM技术,在电机的定子上施加相邻两个电压矢量的合成矢量,使其矢量角与所述的对齐角成90度,并以最大力矩启动。
(4)启动后立即进入开环阶段,转子以设定的加速曲线不断地升速,直到速度达到设定的切换速度。
(5)到切换速度时,转子位置信息已经收敛并非常可靠,通过相应的可靠性判据,并设定一个过渡阶段,逐步将假设的开环转子位置角度切换为真实的转子位置角度,从而完成压缩机的启动过程。
使用本发明获得转子+-30度电角度误差的初始位置后,使用对齐策略,将转子拉到压缩机运行方向上的对齐角上,然后再进入开环加速和切闭环的过程。相比纯电感法启动方式,可以获得最大的启动力矩;相比传统的对齐方式,减少了对齐电流和对齐时间,以及避免了对齐失败。经过实践证明,使用这种无传感器启动新方法,可以增强启动成功率,减少启动时的碰撞和噪声。
在优选的实施方式中,所述步骤(1)具体为:将电机的转子一圈的位置分为角度相同的六个区域,转子停留在其中一个区域,则确定转子初始位置位于该区域,如图6所示,图中将转子的一圈均匀的分为6个区域,分别为区域V0、V1、区域V2、区域V3、区域V4、区域V5。
在优选的实施方式中,所述步骤(2)具体为:每个所述区域的逆时针方向的边界即为该区域的对齐角,当所述转子位于某一区域时,则将转子转到该区域的对齐角上。所述六个区域的对齐角分别为0度、60度、120度、180度、240度和300度,如图2所示,上述区域V0的两个边界分别为0度和60度,当转子停在区域V0中时,则将转子调整到逆时针方向即60度角上,如图3所示,当转子停留在区域V1、区域V2、区域V3、区域V4、区域V5时,具体同区域V1相同,故不再赘述,停留在区域V5中时过程图4和图5所示。
以上述依据本发明的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。