同步电机初始位置检测方法、装置、设备及存储介质 |
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| 申请号 | CN202410131018.9 | 申请日 | 2024-01-30 | 公开(公告)号 | CN117955376A | 公开(公告)日 | 2024-04-30 |
| 申请人 | 杭州尚途半导体有限公司; | 发明人 | 侯永乐; 仝晨安; | ||||
| 摘要 | 本 申请 提供了一种同步 电机 初始 位置 检测方法、装置、设备及存储介质，其中，该方法包括：将预设的 开关 脉冲序列输入三相逆变桥 电路 中；获取所述三相逆变桥电路中各 电流 为零的时刻与各开关管动作时刻；根据各所述电流为零的时刻与各开关管动作时刻，确定三相逆变桥电路中各 相位 之间的衰减时间；根据各所述相位之间的衰减时间，确定所述同步电机的 转子 位置所在的 角 度区间；根据所述角度区间，得到同步电机的初始位置。能够在仅对电流为零的时刻进行检测的 基础 上，实现对同步电机初始位置的检测，降低了同步电机驱动系统的 硬件 成本，且实施过程简单，还能保证一定的检测 精度 。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种同步电机初始位置检测方法，其特征在于，包括： |
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| 说明书全文 | 同步电机初始位置检测方法、装置、设备及存储介质技术领域[0001] 本申请涉及同步电机驱动技术领域，具体而言，涉及一种同步电机初始位置检测方法、装置、设备及存储介质。 背景技术[0002] 在同步电机驱动系统中，同步电机的初始位置能够影响同步电机的启动性能。因此，需要对同步电机初始位置进行准确检测，以保证同步电机驱动系统的驱动性能。 [0003] 现有技术中，可以使用电压脉冲法和高频注入法进行同步电机初始位置检测。但是，使用电压脉冲法和高频注入法进行同步电机初始位置检测时，检测精度均依赖于对电机输出电流或输出电压的精确采样，因此，需要在同步电机驱动系统中集成高精度的模数转换器进行电流或电压采样，增加了同步电机驱动系统的硬件成本。发明内容 [0004] 本申请的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种同步电机初始位置检测方法、装置、设备及存储介质，以解决现有技术中需要在同步电机驱动系统中集成高精度的模数转换器进行电流或电压采样，增加了同步电机驱动系统的硬件成本的问题。 [0005] 为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下： [0006] 第一方面，本申请一实施例提供了一种同步电机初始位置检测方法，所述方法包括： [0008] 获取所述三相逆变桥电路中各电流为零的时刻与各开关管动作时刻，各所述开关管动作时刻包括所述开关管在某个时刻进行导通或关断的时刻； [0009] 根据各所述电流为零的时刻与各开关管动作时刻，确定三相逆变桥电路中各相位之间的衰减时间； [0011] 根据所述角度区间，得到同步电机的初始位置。 [0012] 在一种可能的实现方式中，在所述预设的开关脉冲序列输入所述三相逆变桥电路之后，所述三相逆变桥电路的各相位的电压平均值为零。 [0013] 在一种可能的实现方式中，所述根据各所述电流为零的时刻与各开关管动作时刻，确定三相逆变桥电路中各相位之间的衰减时间，包括： [0014] 根据所述电流为零的时刻与第一开关管以及第四开关管的关断时刻，计算三相逆变桥电路中第一相位流向第二相位的衰减时间； [0015] 根据所述电流为零的时刻与第三开关管以及第二开关管的导通时刻，计算三相逆变桥电路中第二相位流向第一相位的衰减时间； [0016] 根据所述电流为零的时刻与第三开关管以及第六开关管的关断时刻，计算三相逆变桥电路中第二相位流向第三相位的衰减时间； [0017] 根据所述电流为零的时刻与第五开关管以及第四开关管的导通时刻，计算三相逆变桥电路中第三相位流向第二相位的衰减时间； [0018] 根据所述电流为零的时刻与第一开关管以及第六开关管的关断时刻，计算三相逆变桥电路中第一相位流向第三相位的衰减时间； [0019] 根据所述电流为零的时刻与第五开关管以及第二开关管的导通时刻，计算三相逆变桥电路中第三相位流向第一相位的衰减时间。 [0020] 在一种可能的实现方式中，所述根据各所述相位之间的衰减时间，确定所述同步电机的转子位置所在的角度区间，包括： [0021] 根据所述第一相位流向第二相位的衰减时间、第二相位流向第三相位的衰减时间以及第一相位流向第三相位的衰减时间，以及衰减时间与电机电感以及电机转子之间的映射关系，确定第一待选角度区间以及第二待选角度区间； [0022] 对所述第一相位流向第二相位的衰减时间、第二相位流向第三相位的衰减时间以及第一相位流向第三相位的衰减时间进行比对，得到第一最大衰减时间； [0023] 根据所述第一最大衰减时间、所述第一待选角度区间、所述第二待选角度区间、所述第二相位流向第一相位的衰减时间、所述第三相位流向第二相位的衰减时间、所述第三相位流向第一相位的衰减时间，得到同步电机转子位置所在的角度区间。 [0024] 在一种可能的实现方式中，所述根据所述第一最大衰减时间、所述第一待选角度区间、所述第二待选角度区间、所述第二相位流向第一相位的衰减时间、所述第三相位流向第二相位的衰减时间、所述第三相位流向第一相位的衰减时间，得到同步电机转子位置所在的角度区间，包括： [0025] 根据所述第一最大衰减时间，确定所述第二相位流向第一相位的衰减时间、所述第三相位流向第二相位的衰减时间以及所述第三相位流向第一相位的衰减时间中的第二最大衰减时间； [0026] 根据所述第一最大衰减时间、所述第二最大衰减时间，从所述第一待选角度区间以及所述第二待选角度区间中确定出同步电机转子位置所在的角度区间。 [0027] 在一种可能的实现方式中，所述根据所述第一最大衰减时间、所述第二最大衰减时间，从所述第一待选角度区间以及所述第二待选角度区间中确定出同步电机转子位置所在的角度区间，包括： [0028] 若在所述第一待选角度区间所映射的衰减时间中，所述第一最大衰减时间大于所述第二最大衰减时间，则将所述第一待选角度区间作为同步电机转子位置所在的角度区间。 [0029] 在一种可能的实现方式中，所述根据所述第一最大衰减时间、所述第二最大衰减时间，从所述第一待选角度区间以及所述第二待选角度区间中确定出同步电机转子位置所在的角度区间，包括： [0030] 若在所述第一待选角度区间所映射的衰减时间中，所述第一最大衰减时间小于所述第二最大衰减时间，则将所述第二待选角度区间作为同步电机转子位置所在的角度区间。 [0031] 第二方面，本申请另一实施例提供了一种同步电机初始位置检测装置，所述装置包括： [0032] 输入模块，用于将预设的开关脉冲序列输入三相逆变桥电路中，其中，所述三相逆变桥电路用于驱动同步电机运行； [0033] 获取模块，用于获取所述三相逆变桥电路中各电流为零的时刻与各开关管动作时刻，各所述开关管动作时刻包括所述开关管在某个时刻进行导通或关断的时刻； [0034] 第一确定模块，用于根据各所述电流为零的时刻与各开关管动作时刻，确定三相逆变桥电路中各相位之间的衰减时间； [0035] 第二确定模块，用于根据各所述相位之间的衰减时间，确定所述同步电机的转子位置所在的角度区间； [0036] 输出模块，用于根据所述角度区间，得到同步电机的初始位置。 [0037] 在一种可能的实现方式中，在所述预设的开关脉冲序列输入所述三相逆变桥电路之后，所述三相逆变桥电路的各相位的电压平均值为零。 [0038] 在一种可能的实现方式中，所述第一确定模块，具体用于： [0039] 根据所述电流为零的时刻与第一开关管以及第四开关管的关断时刻，计算三相逆变桥电路中第一相位流向第二相位的衰减时间； [0040] 根据所述电流为零的时刻与第三开关管以及第二开关管的导通时刻，计算三相逆变桥电路中第二相位流向第一相位的衰减时间； [0041] 根据所述电流为零的时刻与第三开关管以及第六开关管的关断时刻，计算三相逆变桥电路中第二相位流向第三相位的衰减时间； [0042] 根据所述电流为零的时刻与第五开关管以及第四开关管的导通时刻，计算三相逆变桥电路中第三相位流向第二相位的衰减时间； [0043] 根据所述电流为零的时刻与第一开关管以及第六开关管的关断时刻，计算三相逆变桥电路中第一相位流向第三相位的衰减时间； [0044] 根据所述电流为零的时刻与第五开关管以及第二开关管的导通时刻，计算三相逆变桥电路中第三相位流向第一相位的衰减时间。 [0045] 在一种可能的实现方式中，所述第二确定模块，具体用于： [0046] 根据所述第一相位流向第二相位的衰减时间、第二相位流向第三相位的衰减时间以及第一相位流向第三相位的衰减时间，以及衰减时间与电机电感以及电机转子之间的映射关系，确定第一待选角度区间以及第二待选角度区间； [0047] 对所述第一相位流向第二相位的衰减时间、第二相位流向第三相位的衰减时间以及第一相位流向第三相位的衰减时间进行比对，得到第一最大衰减时间； [0048] 根据所述第一最大衰减时间、所述第一待选角度区间、所述第二待选角度区间、所述第二相位流向第一相位的衰减时间、所述第三相位流向第二相位的衰减时间、所述第三相位流向第一相位的衰减时间，得到同步电机转子位置所在的角度区间。 [0049] 在一种可能的实现方式中，所述第二确定模块，具体用于： [0050] 根据所述第一最大衰减时间，确定所述第二相位流向第一相位的衰减时间、所述第三相位流向第二相位的衰减时间以及所述第三相位流向第一相位的衰减时间中的第二最大衰减时间； [0051] 根据所述第一最大衰减时间、所述第二最大衰减时间，从所述第一待选角度区间以及所述第二待选角度区间中确定出同步电机转子位置所在的角度区间。 [0052] 在一种可能的实现方式中，所述第二确定模块，具体用于： [0053] 若在所述第一待选角度区间所映射的衰减时间中，所述第一最大衰减时间大于所述第二最大衰减时间，则将所述第一待选角度区间作为同步电机转子位置所在的角度区间。 [0054] 在一种可能的实现方式中，所述第二确定模块，具体用于： [0055] 若在所述第一待选角度区间所映射的衰减时间中，所述第一最大衰减时间小于所述第二最大衰减时间，则将所述第二待选角度区间作为同步电机转子位置所在的角度区间。 [0056] 第三方面，本申请另一实施例提供了一种电子设备，包括：处理器、存储介质和总线，所述存储介质存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器与所述存储介质之间通过总线通信，所述处理器执行所述机器可读指令，以执行如上述第一方面任一所述方法的步骤。 [0057] 第四方面，本申请另一实施例提供了一种存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行如上述第一方面任一所述方法的步骤。 [0058] 本申请的有益效果是：通过预设的开关脉冲序列对三相逆变桥电路中的各开关管进行控制，能够对三相逆变桥电路中各电流为零的时刻与各开关管动作时刻进行检测，并根据各电流为零的时刻和各开关管动作时刻，确定出三相逆变桥电路中各相位之间的衰减时间，进一步确定出同步电机转子位置所在的角度区间，从而得到同步电机的初始位置。能够在仅对电流为零的时刻进行检测的基础上，实现对同步电机初始位置的检测，降低了同步电机驱动系统的硬件成本，且实施过程简单，还能保证一定的检测精度。附图说明 [0059] 为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。 [0060] 图1为本申请实施例提供的一种同步电机驱动系统的系统架构图； [0061] 图2为本申请实施例提供的一种三相逆变桥电路的结构图； [0062] 图3为本申请实施例提供的一种同步电机初始位置检测方法的流程示意图； [0063] 图4为本申请实施例提供的一种三相逆变桥电路的一种电流流向示意图； [0064] 图5为本申请实施例提供的一种三相逆变桥电路中第一开关管以及第四开关管的脉冲序列示意图； [0065] 图6为本申请实施例提供的一种三相逆变桥电路的另一种电流流向示意图； [0066] 图7为本申请实施例提供的一种三相逆变桥电路中第一开关管以及第四开关管的脉冲序列以及电流过零检测时序示意图； [0067] 图8为本申请实施例提供的一种同步电机初始位置检测方法中确定衰减时间时的一种流程示意图； [0068] 图9为本申请实施例提供的一种同步电机初始位置检测方法中确定同步电机的转子位置所在的角度区间时的一种流程示意图； [0069] 图10为本申请实施例提供的一种电机转子角与电感的关系示意图； [0070] 图11为本申请实施例提供的一种同步电机初始位置检测方法中得到同步电机转子位置所在的角度区间时的一种流程示意图； [0071] 图12为本申请实施例提供的一种同步电机初始位置检测装置的示意图； [0072] 图13为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。 具体实施方式[0073] 为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解，本申请中附图仅起到说明和描述的目的，并不用于限定本申请的保护范围。另外，应当理解，示意性的附图并未按实物比例绘制。本申请中使用的流程图示出了根据本申请的一些实施例实现的操作。应该理解，流程图的操作可以不按顺序实现，没有逻辑的上下文关系的步骤可以反转顺序或者同时实施。此外，本领域技术人员在本申请内容的指引下，可以向流程图添加一个或多个其他操作，也可以从流程图中移除一个或多个操作。 [0074] 另外，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。 [0076] 现有技术中，可以使用电压脉冲法和高频注入法进行同步电机初始位置检测。但是，使用电压脉冲法和高频注入法进行同步电机初始位置检测时，检测精度均依赖于对电机输出电流或输出电压的精确采样，因此，需要在同步电机驱动系统中集成高精度的模数转换器进行电流或电压采样，增加了同步电机驱动系统的硬件成本。 [0077] 本申请实施例基于上述问题，提出一种同步电机初始位置检测方法，通过预设的开关脉冲序列对三相逆变桥电路进行控制，从而能够检测出三相逆变桥电路中各电流为零的时刻与各开关管动作时刻，并根据各电流为零的时刻和各开关管动作时刻，确定出三相逆变桥电路中各相位之间的衰减时间，进一步确定出同步电机转子位置所在的角度区间，从而得到同步电机的初始位置。 [0078] 首先对本申请涉及的相关背景和应用场景进行说明。图1为本申请实施例提供的一种同步电机驱动系统的系统架构图，参照图1所示，该系统架构下可以涉及同步电机驱动系统以及负载，同步电机驱动系统用于对负载进行驱动。负载可以是任意的风机驱动器、水泵驱动器、油泵驱动器、工业电动工具、轨道交通牵引驱动器、数控机床驱动器、工业机器人、工业变频器、3D打印机、纺织缝纫机、空调、洗衣机、冰箱、无人机、平衡车、跑步机、散热风扇、空气净化器、吸尘器、洗地机以及扫地机器人等设备。 [0079] 继续参照图1所示，同步电机驱动系统中可以包括主控制单元、主电路以及同步电机。其中，主控制单元用于对主电路以及同步电机的运行进行控制，可以是任一的具有处理能力的芯片，也可以是部署在上位机中的程序代码。主电路用于在主控制单元的控制下驱动同步电机进行转动。同步电机用于在主电路的驱动下，驱动负载进行工作。 [0080] 具体的，图2为本申请实施例提供的一种三相逆变桥电路的结构图，参照图2所示，主电路可以是三相逆变桥电路，同步电机可以为三相同步电机。其中，三相逆变桥电路将输入的电源转换为驱动三相同步电机所需的交流电压和频率，通过主控制单元反馈调节实现输出电压和频率，以满足三相同步电机运行的要求。三相逆变桥电路的三个输出端分别与三相同步电机的三个相线进行连接。 [0081] 继续参照图2所示，三相逆变桥电路中包括第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第四开关管Q4、第五开关管Q5、第六开关管Q6、直流电源DC以及母线电容C1。三相逆变桥电路的上半桥包括第一开关管Q1、第三开关管Q3以及第五开关管Q5，下班桥包括第二开关管Q2、第四开关管Q4以及第六开关管Q6，上半桥和下班桥分别控制三相电压的输出。上述六个开关管的通断状态由主控制单元的指令决定。 [0082] 通过控制开关管的通断时间，可以控制输出电压的幅度和频率，从而实现三相同步电机的精确控制。示例性的，开关管可以为晶闸管或金属‑氧化物半导体场效应晶体管(Metal‑Oxide‑Semiconductor Field‑Effect Transistor，简称MOSFET)等电力电子器件。 [0083] 其中，三相同步电机中包括定子与转子，在三相同步电机中，定子和转子的相互作用是通过气隙磁场实现的。三相同步电机的三个相线分别与定子的三个绕组进行连接，当三相交流电通入定子绕组时，就会产生一个旋转磁场，该磁场会与转子绕组相互作用产生电磁转矩，从而带动转子旋转。同时，转子也会感应出电动势和电流，这些电流与旋转磁场相互作用，产生更大的电磁转矩，从而推动转子更快地旋转。 [0084] 应当理解，在同步电机启动时，转子的位置对同步电机的启动性能和控制精度都会产生影响。具体的，转子的位置能够影响到磁场在定子和转子之间的分布，从而影响到同步电机内部的电磁转换效率，同时，转子的位置还会影响磁场和电流的相互作用情况以及导致同步电机驱动系统的调节精度下降，甚至引起同步电机的失布或者振荡。 [0085] 基于此，在同步电机启动前，同步电机驱动系统中的主控制单元需要先执行本申请实施例提供的同步电机初始位置检测方法，对同步电机的转子的初始位置进行检测，从而能够根据同步电机的初始位置，采取相应的控制策略来优化同步电机的性能和控制精度。 [0086] 以下结合多个实施例对本申请实施例提供的同步电机初始位置检测方法进行说明。 [0087] 图3为本申请实施例提供的一种同步电机初始位置检测方法的流程示意图，参照图3所示，该方法的执行主体可以为上述同步电机驱动系统中的主控制单元，该方法包括： [0088] S301、将预设的开关脉冲序列输入三相逆变桥电路中，其中，三相逆变桥电路用于驱动同步电机运行。 [0089] 可选的，三相逆变桥电路的三个输出端可以与同步电机的三个相线分别进行连接，以驱动同步电机运行。 [0090] 可选的，主控制单元将预设的开关脉冲序列输入三相逆变桥电路中，其中，预设的开关脉冲序列用于控制第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第四开关管Q4、第五开关管Q5以及第六开关管Q6按照各开关管所在的相位分别导通，以使得三相逆变桥电路与三相线中产生不同方向的电流。 [0091] 示例性的，以三相逆变桥电路中电流在第一相位与第二相位之间流动为例进行说明，其中，第一相位是指与电机的第一相线相连接，且第一开关管Q1以及第二开关管Q2所在的相位，第二相位是指与电机的第二相线相连接，且第三开关管Q3以及第四开关管Q4所在的相位。 [0092] 图4为本申请实施例提供的一种三相逆变桥电路的一种电流流向示意图，参照图4所示，当第一开关管Q1以及第四开关管Q4导通时，电流从电机的第一相位流入，然后从电机的第二相位流出。图5为本申请实施例提供的一种三相逆变桥电路中第一开关管以及第四开关管的脉冲序列示意图，参照图5所示，此时，用于控制第一开关管Q1以及第四开关管Q4的开关脉冲序列可以为矩形波序列，从而使得第一开关管Q1以及第四开关管Q4进行导通或关断，进一步在三相逆变桥电路的第一相位与第二相位以及三相线的第一相线与第二相线中产生第一相位流向第二相位的电流。 [0093] 相应的，图6为本申请实施例提供的一种三相逆变桥电路的另一种电流流向示意图，参照图6所示，当第三开关管Q3以及第二开关管Q2导通时，电流从电机的第二相位流入，然后从电机的第一相位流出。此时，用于控制第三开关管Q3以及第二开关管Q2的开关脉冲序列也可以为矩形波序列，从而使得第三开关管Q3以及第二开关管Q2与第一开关管Q1以及第四开关管Q4能够依次进行导通，且开关脉冲序列能够使得第三开关管Q3以及第二开关管Q2的导通时间与第一开关管Q1以及第四开关管Q4的导通时间相同，从而使得在三相逆变桥电路的第一相位与第二相位以及三相线的第一相线与第二相线中产生第二相位流向第一相位的电流，同时，开关脉冲序列还能保证在第三开关管Q3以及第二开关管Q2与第一开关管Q1以及第四开关管Q4的导通过程中，三相逆变桥电路输出到电机的第一相线和第二相线的电压平均值为零。 [0094] S302、获取所述三相逆变桥电路中各电流为零的时刻与各开关管动作时刻，各开关管动作时刻包括开关管在某个时刻进行导通或关断的时刻。 [0095] 可以理解，在三相逆变桥电路中，由于预设的开关脉冲序列的输入，三相逆变桥电路中的各开关管会随之进行导通或关断，因此，三相逆变桥电路中会产生不同方向的变化大小的电流，因此，三相逆变桥电路中存在多个电流为零的时刻。 [0096] 可选的，主控制单元在预设的开关脉冲序列输入到三相逆变桥电路中后，对三相逆变桥电路中所有电流为零的时刻进行检测，同时结合预设的开关脉冲序列对各开关管动作时刻进行获取，其中各开关管动作时刻包括第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第四开关管Q4、第五开关管Q5以及第六开关管Q6的导通以及关断的时刻。 [0097] S303、根据各电流为零的时刻与各开关管动作时刻，确定三相逆变桥电路中各相位之间的衰减时间。 [0098] 可选的，由于各开关管分别用于控制对应的相位，在各开关管导通或关断时，三相逆变桥电路中的电流大小与方向也在随之变化，因此，根据上述步骤S302中得到的各电流为零的时刻与各开关管动作时刻进行对应与计算，能够分别得到三相逆变桥电路中各相位之间的衰减时间。其中，各相位之间的衰减时间为用于指示各相位之间电流衰减到零的速度的参数。 [0099] 示例性的，以三相逆变桥电路中电流在第一相位与第二相位之间流动为例进行说明，图7为本申请实施例提供的一种三相逆变桥电路中第一开关管以及第四开关管的脉冲序列以及电流过零检测时序示意图，在图5的基础上，参照图7所示，根据上述步骤S302中得到的电流为零的时刻与第三开关管Q3以及第二开关管Q2与第一开关管Q1以及第四开关管Q4的动作时刻进行对应与计算，能够分别得到三相逆变桥电路中第一相位与第二相位之间的衰减时间tab与tba。其中，tab可以为第一开关管Q1以及第四开关管Q4关断时刻到第一相线与第二相线电流过零时刻的衰减时间，tba可以为第一开关管Q1以及第四开关管Q4开通时刻到第一相线与第二相线电流过零时刻的衰减时间。 [0100] S304、根据各相位之间的衰减时间，确定同步电机的转子位置所在的角度区间。 [0101] 可以理解，对电机来说，当施加在电机上的电压一定时，绕组电感越小，电流的衰减时间越大，因此，可以根据各相位之间的衰减时间的大小，确定出绕组电感的大小关系。又因为在电机中，电感的大小会随着电机转子位置而变化，因此，能够确定出同步电机的转子位置所在的角度区间。基于此，可以得到衰减时间与电机电感以及电机转子之间的映射关系。 [0102] 可选的，主控制单元可以对各相位之间的衰减时间结合衰减时间与电机电感以及电机转子之间的映射关系，确定出同步电机的转子位置所在的角度区间。 [0103] S305、根据角度区间，得到同步电机的初始位置。 [0104] 可选的，主控制单元将同步电机的转子位置所在的角度区间，作为同步电机的初始位置，并基于同步电机的初始位置，采取相应的控制策略来优化同步电机的性能和控制精度。 [0105] 在本实施例中，通过预设的开关脉冲序列对三相逆变桥电路中的各开关管进行控制，能够对三相逆变桥电路中各电流为零的时刻与各开关管动作时刻进行检测，并根据各电流为零的时刻和各开关管动作时刻，确定出三相逆变桥电路中各相位之间的衰减时间，进一步确定出同步电机转子位置所在的角度区间，从而得到同步电机的初始位置。能够在仅对电流为零的时刻进行检测的基础上，实现对同步电机初始位置的检测，降低了同步电机驱动系统的硬件成本，且实施过程简单，还能保证一定的检测精度。 [0106] 在一种可能的实现方式中，在预设的开关脉冲序列输入三相逆变桥电路之后，三相逆变桥电路的各相位的电压平均值为零。 [0107] 可选的，在预设的开关脉冲输入三相逆变桥电路后，三相逆变桥电路输出到电机的第一相线和第二相线的电压平均值为零，能够使得同步电机不会产生转动，从而避免由于执行本申请实施例提供的同步电机初始位置检测方法而导致电机转子的初始位置进行变化。 [0108] 示例性的，以三相逆变桥电路中电流在第二相位与第三相位之间流动为例进行说明，其中，第二相位是指与电机的第二相线相连接，且第三开关管Q3以及第四开关管Q4所在的相位，第三相位是指与电机的第三相线相连接，且第五开关管Q5以及第六开关管Q6所在的相位。 [0109] 当第三开关管Q3以及第六开关管Q6导通时，电流从电机的第二相位流入，然后从电机的第三相位流出，此时，预设的开关脉冲序列能够使得第三开关管Q3以及第六开关管Q6进行导通或关断，进一步在三相逆变桥电路的第二相位与第三相位以及三相线的第二相线与第三相线中产生第二相位流向第三相位的电流。 [0110] 相应的，当第五开关管Q5以及第四开关管Q4导通时，电流从电机的第三相位流入，然后从电机的第二相位流出。此时，预设的开关脉冲序列能够使得第五开关管Q5以及第四开关管Q4与第三开关管Q3以及第六开关管Q6依次进行导通，且使得第五开关管Q5以及第四开关管Q4与第三开关管Q3以及第六开关管Q6的导通时间相同，从而使得在三相逆变桥电路的第三相位与第二相位以及三相线的第三相线与第二相线中产生第三相位流向第二相位的电流，同时，开关脉冲序列还能保证在第五开关管Q5以及第四开关管Q4与第三开关管Q3以及第六开关管Q6的导通过程中，三相逆变桥电路输出到电机的第二相线和第三相线的电压平均值为零。从而使得同步电机不会产生转动，避免由于执行本申请实施例提供的同步电机初始位置检测方法而导致电机转子的初始位置进行变化。 [0111] 示例性的，以三相逆变桥电路中电流在第一相位与第三相位之间流动为例进行说明。 [0112] 当第一开关管Q1以及第六开关管Q6导通时，电流从电机的第一相位流入，然后从电机的第三相位流出，此时，预设的开关脉冲序列能够使得第一开关管Q1以及第六开关管Q6进行导通或关断，进一步在三相逆变桥电路的第一相位与第三相位以及三相线的第一相线与第三相线中产生第一相位流向第三相位的电流。 [0113] 相应的，当第五开关管Q5以及第二开关管Q2导通时，电流从电机的第三相位流入，然后从电机的第一相位流出。此时，预设的开关脉冲序列能够使得第五开关管Q5以及第二开关管Q2与第一开关管Q1以及第六开关管Q6依次进行导通，且使得第五开关管Q5以及第二开关管Q2与第一开关管Q1以及第六开关管Q6的导通时间相同，从而使得在三相逆变桥电路的第三相位与第二相位以及三相线的第三相线与第二相线中产生第三相位流向第二相位的电流，同时，开关脉冲序列还能保证在第五开关管Q5以及第二开关管Q2与第一开关管Q1以及第六开关管Q6的导通过程中，三相逆变桥电路输出到电机的第二相线和第三相线的电压平均值为零。从而使得同步电机不会产生转动，避免由于执行本申请实施例提供的同步电机初始位置检测方法而导致电机转子的初始位置进行变化。 [0114] 图8为本申请实施例提供的一种同步电机初始位置检测方法中确定衰减时间时的一种流程示意图。 [0115] 在一种可能的实现方式中，参照图8所示，上述步骤S303中根据各电流为零的时刻与各开关管动作时刻，确定三相逆变桥电路中各相位之间的衰减时间时，可以按照以下步骤执行，具体包括： [0116] S801、根据电流为零的时刻与第一开关管以及第四开关管的关断时刻，计算三相逆变桥电路中第一相位流向第二相位的衰减时间。 [0117] 可选的，主控制单元根据三相逆变桥电路中电流由第一相位流向第二相位的电流为零的时刻与第一开关管以及第四开关管的关断时刻做减法，得到三相逆变桥电路中第一相位流向第二相位的衰减时间。 [0118] 示例性的，继续参照图7所示，三相逆变桥电路中第一相位流向第二相位的衰减时间可以为tab。 [0119] S802、根据电流为零的时刻与第三开关管以及第二开关管的导通时刻，计算三相逆变桥电路中第二相位流向第一相位的衰减时间。 [0120] 可选的，主控制单元根据三相逆变桥电路中电流由第二相位流向第一相位的电流为零的时刻与第三开关管以及第二开关管的导通时刻做减法，得到三相逆变桥电路中第二相位流向第一相位的衰减时间。 [0121] 示例性的，继续参照图7所示，三相逆变桥电路中第二相位流向第一相位的衰减时间可以为tba。 [0122] S803、根据电流为零的时刻与第三开关管以及第六开关管的关断时刻，计算三相逆变桥电路中第二相位流向第三相位的衰减时间。 [0123] 可选的，主控制单元根据三相逆变桥电路中电流由第二相位流向第三相位的电流为零的时刻与第三开关管以及第六开关管的关断时刻做减法，得到三相逆变桥电路中第二相位流向第三相位的衰减时间。 [0124] S804、根据电流为零的时刻与第五开关管以及第四开关管的导通时刻，计算三相逆变桥电路中第三相位流向第二相位的衰减时间。 [0125] 可选的，主控制单元根据三相逆变桥电路中电流由第三相位流向第二相位的电流为零的时刻与第五开关管以及第四开关管的导通时刻做减法，得到三相逆变桥电路中第三相位流向第二相位的衰减时间。 [0126] S805、根据电流为零的时刻与第一开关管以及第六开关管的关断时刻，计算三相逆变桥电路中第一相位流向第三相位的衰减时间。 [0127] 可选的，主控制单元根据三相逆变桥电路中电流由第一相位流向第三相位的电流为零的时刻与第一开关管以及第六开关管的关断时刻做减法，得到三相逆变桥电路中第一相位流向第三相位的衰减时间。 [0128] S806、根据电流为零的时刻与第五开关管以及第二开关管的导通时刻，计算三相逆变桥电路中第三相位流向第一相位的衰减时间。 [0129] 可选的，主控制单元根据三相逆变桥电路中电流由第三相位流向第一相位的电流为零的时刻与第五开关管以及第二开关管的导通时刻做减法，得到三相逆变桥电路中第三相位流向第一相位的衰减时间。 [0130] 可选的，上述步骤S801‑S806的执行顺序可以根据实际情况进行调整，并不唯一。 [0131] 通过各相位之间电流为零的时刻与各开关管的动作时刻对各相位之间的衰减时间进行计算，能够保证衰减时间的准确度，从而更好的实现对同步电机初始位置的检测，保证了一定的检测精度。 [0132] 图9为本申请实施例提供的一种同步电机初始位置检测方法中确定同步电机的转子位置所在的角度区间时的一种流程示意图。 [0133] 在一种可能的实现方式中，参照图9所示，上述步骤S304中根据各相位之间的衰减时间，确定同步电机的转子位置所在的角度区间时，可以按照以下步骤执行，具体包括： [0134] S901、根据第一相位流向第二相位的衰减时间、第二相位流向第三相位的衰减时间以及第一相位流向第三相位的衰减时间，以及衰减时间与电机电感以及电机转子之间的映射关系，确定第一待选角度区间以及第二待选角度区间。 [0135] 以下对衰减时间与电机电感以及电机转子之间的映射关系进行说明。应当理解，在同步电机中，电机的电感是指电机在交流电源的激励下，产生磁场所需的电感。同步电机电感的变化与转子位置角有关，这是因为电磁场中的饱和效应和电机结构的非对称性所引起的。在同步电机运行时，由于定子和转子之间存在磁通交换，会产生一个旋转磁场。而由于铁芯材料本身的饱和特性，当磁通密度达到一定程度时，铁芯的磁导率就会发生变化，从而导致电感系数随着转子位置角的变化而发生变化。 [0136] 以同步电机第一相位与第二相位为例，同步电机第一相位与第二相位间的电感Lab可以使用如下公式(1)进行计算： [0137] Lab＝La+Lb+Mab+Mba (1) [0138] 其中，Lab为电机第一相位与第二相位之间的电感，La为电机第一相位的自感，Lb为电机第二相位的自感，Mab与Mba为电机第一相位与第二相位之间的互感。 [0139] 同时，电机三相绕组的自感可以使用如下公式(2)进行计算： [0140] [0141] 其中，La为电机第一相位的自感，Lb为电机第二相位的自感，Lc为电机第三相位的自感，L1为电机自感的基波幅值，L2为电机自感的二次谐波幅值，θ为电机的转子位置角度。 [0142] 电机三相绕组间的互感可以使用如下公式(3)进行计算： [0143] [0144] 其中，Mab为电机第一相位与第二相位之间的互感，Mbc为电机第二相位与第三相位之间的互感，Mac为电机第一相位与第三相位之间的互感，L1为电机自感的基波幅值，L2为电机自感的二次谐波幅值，θ为电机的转子位置角度。 [0145] 根据上述公式(1)‑(3)可以将电机三相绕组中第一相位与第二相位间的电感、第二相位与第三相位间的电感以及第一相位与第三相位间的电感使用如下的公式(4)进行表示： [0146] [0147] 其中，Lab为电机第一相位与第二相位之间的电感，Lbc为电机第二相位与第三相位之间的电感，Lac为电机第一相位与第三相位之间的电感，L1为电机自感的基波幅值，L2为电机自感的二次谐波幅值，θ为电机的转子位置角度。 [0148] 上述公式(4)可以用来表示电机电感与电机转子位置角的关系。图10为本申请实施例提供的一种电机转子角与电感的关系示意图。参照图10所示，电机第一相位与第二相位之间的电感与电机转子角度的关系为Lab所在的曲线，电机第二相位与第三相位之间的电感与电机转子角度的关系为Lbc所在的曲线，电机第一相位与第三相位之间的电感与电机转子角度的关系为Lac所在的曲线。 [0149] 继续参照图10所示，对图10中各曲线的图像特征进行分析，主控制单元将电机转子角度等分为12个区间，依次编号为第1至第12角度区间，可以确定出，当Lbc>Lab>Lac时，电机转子位置所在的角度区间为第1或第7角度区间、当Lab>Lbc>Lac时，电机转子位置所在的角度区间为第2或第8角度区间、当Lab>LAC>Lbc时，电机转子位置所在的角度区间为第3或第9角度区间、当Lac>Lab>Lbc时，电机转子位置所在的角度区间为第4或第10角度区间、当Lac>Lbc>Lab时，电机转子位置所在的角度区间为第5或第11角度区间、当Lbc>Lac>Lab时，电机转子位置所在的角度区间为第6或第12角度区间。即为电机转子与电感之间的映射关系。 [0150] 在此基础上，由于当施加在电机绕组上的电压一定时，绕组电感越小，则电流衰减时间越大。因此，主控制单元可以得到衰减时间与电机电感以及电机转子之间的映射关系。 [0151] 可选的，在步骤S901中，主控制单元在得到第一相位流向第二相位的衰减时间、第二相位流向第三相位的衰减时间以及第一相位流向第三相位的衰减时间后，先对第一相位流向第二相位的衰减时间、第二相位流向第三相位的衰减时间以及第一相位流向第三相位的衰减时间的大小进行比较，得到第一相位流向第二相位的衰减时间、第二相位流向第三相位的衰减时间以及第一相位流向第三相位的衰减时间之间的大小关系后，结合衰减时间与电机电感以及电机转子之间的映射关系，即可从上述十二个角度区间中筛选出电机转子所在的两个角度区间，分别将其作为第一待选角度区间和第二待选角度区间。其中，第一待选区间与第二待选区间中分别映射有对应的衰减时间与电机电感以及电机转子之间的关系。 [0152] S902、对第一相位流向第二相位的衰减时间、第二相位流向第三相位的衰减时间以及第一相位流向第三相位的衰减时间进行比对，得到第一最大衰减时间。 [0153] 可选的，主控制单元在得到第一相位流向第二相位的衰减时间、第二相位流向第三相位的衰减时间以及第一相位流向第三相位的衰减时间的大小后，进行最大值查找，将第一相位流向第二相位的衰减时间、第二相位流向第三相位的衰减时间以及第一相位流向第三相位的衰减时间中最大的衰减时间，作为第一最大衰减时间。 [0154] S903、根据第一最大衰减时间、第一待选角度区间、第二待选角度区间、第二相位流向第一相位的衰减时间、第三相位流向第二相位的衰减时间、第三相位流向第一相位的衰减时间，得到同步电机转子位置所在的角度区间。 [0155] 可选的，由于上述步骤S901中已经筛选出第一待选角度区间和第二待选角度区间，而对于电机转子来说，根据磁饱和原理，实际电机转子位置所在的角度区间对应的电流衰减时间最大，因此，可以将第一最大衰减时间、第一待选角度区间、第二待选角度区间结合第二相位流向第一相位的衰减时间、第三相位流向第二相位的衰减时间、第三相位流向第一相位的衰减时间进行判断，以从第一待选角度区间和第二待选角度区间中筛选出同步电机转子位置所在的角度区间。 [0156] 通过第一相位流向第二相位的衰减时间、第二相位流向第三相位的衰减时间以及第一相位流向第三相位的衰减时间以及衰减时间与电机电感以及电机转子之间的映射关系，能够确定出第一待选角度区间以及第二待选角度区间，并得到第一最大衰减时间，从而根据第一最大衰减时间、第一待选角度区间、第二待选角度区间、第二相位流向第一相位的衰减时间、第三相位流向第二相位的衰减时间、第三相位流向第一相位的衰减时间，进行筛选，得到同步电机转子位置所在的角度区间。保证了同步电机转子位置所在的角度区间确定过程的准确性，同时，仅需要通过简单的计算与匹配即可得到同步电机转子位置所在的角度区间，实施过程简单快捷。 [0157] 图11为本申请实施例提供的一种同步电机初始位置检测方法中得到同步电机转子位置所在的角度区间时的一种流程示意图。 [0158] 在一种可能的实现方式中，上述步骤S903中根据第一最大衰减时间、第一待选角度区间、第二待选角度区间、第二相位流向第一相位的衰减时间、第三相位流向第二相位的衰减时间、第三相位流向第一相位的衰减时间，得到同步电机转子位置所在的角度区间时，可以按照以下步骤执行，具体包括： [0159] S1101、根据第一最大衰减时间，确定第二相位流向第一相位的衰减时间、第三相位流向第二相位的衰减时间以及第三相位流向第一相位的衰减时间中的第二最大衰减时间。 [0160] 可选的，由于第一最大衰减时间是从第一相位流向第二相位的衰减时间、第二相位流向第三相位的衰减时间以及第一相位流向第三相位的衰减时间中筛选得到，因此，主控制单元可以根据第一最大衰减时间，确定第一最大衰减时间所对应的相位，并从第二相位流向第一相位的衰减时间、第三相位流向第二相位的衰减时间以及第三相位流向第一相位的衰减时间中的第二最大衰减时间选择出对应的相位的衰减时间，作为第二最大衰减时间。 [0161] 示例性的，若第一最大衰减时间是第一相位流向第二相位的衰减时间，那么，主控制单元则将第二相位流向第一相位的衰减时间作为第二最大衰减时间。 [0162] S1102、根据第一最大衰减时间、第二最大衰减时间，从第一待选角度区间以及第二待选角度区间中确定出同步电机转子位置所在的角度区间。 [0163] 可选的，第一最大衰减时间与第二最大衰减时间分别用于指示当前相位之间电流衰减为零的时间，对于电机转子来说，根据磁饱和原理，实际电机转子位置所在的角度区间对应的电流衰减时间最大，因此，主控制单元可以从第一待选角度区间所映射出的衰减时间中以及第二待选角度区间所映射出的衰减时间中，根据第一最大衰减时间与第二最大衰减时间的大小关系，进行匹配，从而确定出同步电机转子位置所在的角度区间。 [0164] 在一种可能的实现方式中，上述步骤S1102中根据第一最大衰减时间、第二最大衰减时间，从第一待选角度区间以及第二待选角度区间中确定出同步电机转子位置所在的角度区间时，可以按照以下步骤执行，具体包括： [0165] 若在第一待选角度区间所映射的衰减时间中，第一最大衰减时间大于第二最大衰减时间，则将第一待选角度区间作为同步电机转子位置所在的角度区间。 [0166] 可选的，主控制单元对第一待选角度区间所映射的衰减时间进行第一最大衰减时间与第二最大衰减时间的关系确定，若第一最大衰减时间大于第二最大衰减时间，则将第一待选角度区间作为同步电机转子位置所在的角度区间。 [0167] 在一种可能的实现方式中，上述步骤S1102中根据第一最大衰减时间、第二最大衰减时间，从第一待选角度区间以及第二待选角度区间中确定出同步电机转子位置所在的角度区间时，可以按照以下步骤执行，具体包括： [0168] 若在第一待选角度区间所映射的衰减时间中，第一最大衰减时间小于第二最大衰减时间，则将第二待选角度区间作为同步电机转子位置所在的角度区间。 [0169] 可选的，主控制单元对第一待选角度区间所映射的衰减时间进行第一最大衰减时间与第二最大衰减时间的关系确定，若第一最大衰减时间小于第二最大衰减时间，则将第二待选角度区间作为同步电机转子位置所在的角度区间。 [0170] 基于同一发明构思，本申请实施例中还提供了与同步电机初始位置检测方法对应的同步电机初始位置检测装置，装置的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。 [0171] 参照图12所示，为本申请实施例提供的一种同步电机初始位置检测装置的示意图，所述装置包括：输入模块1201、获取模块1202、第一确定模块1203、第二确定模块1204以及输出模块1205；其中， [0172] 输入模块1201，用于将预设的开关脉冲序列输入三相逆变桥电路中，其中，所述三相逆变桥电路用于驱动同步电机运行； [0173] 获取模块1202，用于获取所述三相逆变桥电路中各电流为零的时刻与各开关管动作时刻，各所述开关管动作时刻包括所述开关管在某个时刻进行导通或关断的时刻； [0174] 第一确定模块1203，用于根据各所述电流为零的时刻与各开关管动作时刻，确定三相逆变桥电路中各相位之间的衰减时间； [0175] 第二确定模块1204，用于根据各所述相位之间的衰减时间，确定所述同步电机的转子位置所在的角度区间； [0176] 输出模块1205，用于根据所述角度区间，得到同步电机的初始位置。 [0177] 在一种可能的实现方式中，在所述预设的开关脉冲序列输入所述三相逆变桥电路之后，所述三相逆变桥电路的各相位的电压平均值为零。 [0178] 在一种可能的实现方式中，所述第一确定模块1203，具体用于： [0179] 根据所述电流为零的时刻与第一开关管以及第四开关管的关断时刻，计算三相逆变桥电路中第一相位流向第二相位的衰减时间； [0180] 根据所述电流为零的时刻与第三开关管以及第二开关管的导通时刻，计算三相逆变桥电路中第二相位流向第一相位的衰减时间； [0181] 根据所述电流为零的时刻与第三开关管以及第六开关管的关断时刻，计算三相逆变桥电路中第二相位流向第三相位的衰减时间； [0182] 根据所述电流为零的时刻与第五开关管以及第四开关管的导通时刻，计算三相逆变桥电路中第三相位流向第二相位的衰减时间； [0183] 根据所述电流为零的时刻与第一开关管以及第六开关管的关断时刻，计算三相逆变桥电路中第一相位流向第三相位的衰减时间； [0184] 根据所述电流为零的时刻与第五开关管以及第二开关管的导通时刻，计算三相逆变桥电路中第三相位流向第一相位的衰减时间。 [0185] 在一种可能的实现方式中，所述第二确定模块1204，具体用于： [0186] 根据所述第一相位流向第二相位的衰减时间、第二相位流向第三相位的衰减时间以及第一相位流向第三相位的衰减时间，以及衰减时间与电机电感以及电机转子之间的映射关系，确定第一待选角度区间以及第二待选角度区间； [0187] 对所述第一相位流向第二相位的衰减时间、第二相位流向第三相位的衰减时间以及第一相位流向第三相位的衰减时间进行比对，得到第一最大衰减时间； [0188] 根据所述第一最大衰减时间、所述第一待选角度区间、所述第二待选角度区间、所述第二相位流向第一相位的衰减时间、所述第三相位流向第二相位的衰减时间、所述第三相位流向第一相位的衰减时间，得到同步电机转子位置所在的角度区间。 [0189] 在一种可能的实现方式中，所述第二确定模块1204，具体用于： [0190] 根据所述第一最大衰减时间，确定所述第二相位流向第一相位的衰减时间、所述第三相位流向第二相位的衰减时间以及所述第三相位流向第一相位的衰减时间中的第二最大衰减时间； [0191] 根据所述第一最大衰减时间、所述第二最大衰减时间，从所述第一待选角度区间以及所述第二待选角度区间中确定出同步电机转子位置所在的角度区间。 [0192] 在一种可能的实现方式中，所述第二确定模块1204，具体用于： [0193] 若在所述第一待选角度区间所映射的衰减时间中，所述第一最大衰减时间大于所述第二最大衰减时间，则将所述第一待选角度区间作为同步电机转子位置所在的角度区间。 [0194] 在一种可能的实现方式中，所述第二确定模块1204，具体用于： [0195] 若在所述第一待选角度区间所映射的衰减时间中，所述第一最大衰减时间小于所述第二最大衰减时间，则将所述第二待选角度区间作为同步电机转子位置所在的角度区间。 [0196] 关于装置中的各模块的处理流程、以及各模块之间的交互流程的描述可以参照上述方法实施例中的相关说明，这里不再详述。 [0197] 本申请实施例还提供了一种电子设备1300，如图13所示，为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图，包括：处理器1301、存储器1302，可选的，还可以包括总线1303。所述存储器1302存储有所述处理器1301可执行的机器可读指令(比如，图12中的装置中输入模块1201、获取模块1202、第一确定模块1203、第二确定模块1204以及输出模块1205对应的执行指令等)，当电子设备1300运行时，所述处理器1301与所述存储器1302之间通过总线1303通信，所述机器可读指令被所述处理器1301执行时执行上述同步电机初始位置检测方法的步骤。 [0198] 本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行上述同步电机初始位置检测方法的步骤。 |
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