本发明涉及永磁同步电机技术领域，更具体地说，涉及一种无感永磁同步电机转子初始位置检测方法、装置、存储介质、电子设备及永磁同步电机。
背景技术：
永磁同步电机在其启动过程中，对其初始位置的判断及其重要。即在电机运行之前必须对转子的初始位置进行准确判断，只有在获取到准确的转子的初始位置后，才能有效的采用各种控制方式例如矢量控制方式控制电机启动运行。在初始位置判断过程中，如果判断获取的转子初始位置与实际值偏差较大，电机启动就会出现带负载能力下降，反转甚至启动失败，影响电机运行。
当前，出现的多种永磁同步电机转子初始位置判断过程中，更多的为借助位置传感器等对转子位置进行判断，其对硬件设计有着较高的要求。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述现有技术缺陷，提供一种无感永磁同步电机转子初始位置检测方法、装置、存储介质、电子设备及永磁同步电机。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种无感永磁同步电机转子初始位置检测方法，包括：
s1、任选一定子绕组为参考定子绕组，获取其他定子绕组相对于所述参考定子绕组的绕组电角度；
s2、分别沿定子绕组的绕组电角度的同向和反向对所述定子绕组注入第一矢量电压，以分别获取对应的第一定子绕组相电流和第二定子绕组相电流；
s3、比较所述第一相电流和所述第二相电流以判断电机转子相对所述定子绕组的第一角度范围；
s4、根据所述绕组电角度和所述第一角度范围获取所述电机转子相对于所述参考定子绕组的第二角度范围；
s5、以所述第二角度范围为所述电机转子的初始位置。
优选地，所述方法还包括：
s41、获取所述第二角度范围的四等分线，沿分居两侧的第一四等分线和第二四等分线的方向分别注入第二矢量电压，以分别获取对应的第三定子电流和第四定子电流；
s42、比较所述第三定子电流和所述第四定子电流，以判断电机转子相对于中间位置的第三四等分线的相对位置；
s43、根据所述相对位置更新所述第二角度范围。
优选地，所述方法还包括：
s44、判断所述第二角度范围是否满足预设条件，若是，则执行所述步骤s5，若否，则执行所述步骤s41。
优选地，所述预设条件包括所述第二角度范围范围小于30度。
优选地，所述第一矢量电压相同或不同。
本发明还构造一种无感永磁同步电机转子初始位置检测装置，包括：
第一获取单元，用于任选一定子绕组为参考定子绕组，获取其他定子绕组相对于所述参考定子绕组的绕组电角度；
第一执行单元，分别沿定子绕组的绕组电角度的同向和反向对所述定子绕组注入第一矢量电压，以分别获取对应的第一定子绕组相电流和第二定子绕组相电流；
第一比较单元，用于比较所述第一定子绕组相电流值和所述第二定子绕组相电流值，以判断所述电机转子相对所述定子绕组的第一角度范围；
第二执行单元，根据所述绕组电角度和所述第一角度范围获取所述电机转子相对于所述参考定子绕组的第二角度范围；
第三执行单元，以所述第二角度范围为所述电机转子的初始位置。
优选地，本发明的一种无感永磁同步电机转子初始位置检测装置还包括：
第二获取单元，用于获取所述第二角度范围的四等分线；
第四执行单元，用于沿分居两侧的第一四等分线和第二四等分线的方向分别注入第二矢量电压，以分别获取对应的第三定子电流和第四定子电流；
第二比较单元，用于比较所述第三定子电流和所述第四定子电流，以判断电机转子相对于中间位置的第三四等分线的相对位置；
第五执行单元，用于根据所述相对位置更新所述第二角度范围。
本发明还构造一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上面任意一项所述的无感永磁同步电机转子初始位置检测方法。
本发明还构造一种电子设备，包括存储器和处理器；
所述存储器用于存储计算机程序；
所述处理器用于执行所述计算机程序实现如上面任一项所述的无感永磁同步电机转子初始位置检测方法。
本发明还构造一种永磁同步电机，采用如上面任一项所述的无感永磁同步电机转子初始位置检测方法进行初始位置辨识。
实施本发明的无感永磁同步电机转子初始位置检测方法、装置、存储介质、电子设备及永磁同步电机，具有以下有益效果：能够获取较高精度的转子初始位置，且简单易行。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明无感永磁同步电机转子初始位置检测方法一实施例的程序流程图；
图2a、图2b分别为电枢磁场和转子磁场正向叠加和反向叠加示意图；
图3为第二角度范围示意图；
图4是相电流测量结果示意图；
图5是本发明无感永磁同步电机转子初始位置检测方法另一实施例的程序流程图；
图6a、图6b为更新第二角度范围示意图；
图7是本发明无感永磁同步电机转子初始位置检测方法另一实施例的程序流程图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
如图1所示，在本发明的无感永磁同步电机转子初始位置检测方法第一实施例中，包括：
s1、任选一定子绕组为参考定子绕组，获取其他定子绕组相对于所述参考定子绕组的绕组电角度；
s2、分别沿定子绕组的绕组电角度的同向和反向对所述定子绕组注入第一矢量电压，以分别获取对应的第一定子绕组相电流和第二定子绕组相电流；
s3、比较所述第一相电流和所述第二相电流以判断电机转子相对所述定子绕组的第一角度范围；
s4、根据所述绕组电角度和所述第一角度范围获取所述电机转子相对于所述参考定子绕组的第二角度范围；
s5、以所述第二角度范围为所述电机转子的初始位置。
具体的，以三相永磁同步电机为例，向a相绕组分别施加频率和幅值相同的正向和反向矢量电压
根据上述的判断过程，可以得到也就可以判断出永磁体n极在b轴上的方位。其可以理解为判断出永磁体n极其相对于b轴是在b轴的-90到+90范围内，还是+90到-90的范围内，永磁体n极其相对于c轴是在c轴的-90到+90范围内，还是+90到-90的范围内，在这里以a轴即a相定子绕组为参考定子绕组，b轴即b相定子绕组和c轴即c相定子绕组相对于a轴的的电角度即绕组电角度为固定角度，在三相永磁同步电机中，其三相电角度间隔分别为120度，那么此时定义a相为0度电角度，b相为120度电角度，c相为240度电角度，在上面过程中，判断了永磁体n极相对于a相的角度，例如得到永磁体n极相对于a相为-90到+90的范围，相对于b相也为-90到+90的范围，和c相也为-90到+90的范围，根据相对于b相为-90到+90的范围和b相相对于a相的绕组角度，可以得到此时相对与a相的角度范围为30度到210度，根据相对于c相为-90到+90的范围和c相相对于a相的绕组角度，可以得到此时相对于a相的角度范围为150度到330度，三个角度范围重叠可以得到最终永磁体n极相对于a相为-30度到30度，即如图3所示，即得到第二角度范围，该第二角度范围即可定义为电机转子的初始位置。该过程可以理解为得到一个精度为60度的区间。在其他的实施例中，也可以定义一个60度夹角范围为电机转子的初始位置。
可以理解，三相定子绕组可以选择任意定子绕组为参考绕组，对三相定子绕组施加矢量电压也可以依照任意顺序进行施加，在一实施例中，给出一个三相定子绕组电压施加过程中，电流测量结果示意图，如图4所示，其中a相定子绕组的相电流测试结果，其中图中，依照时间顺序(图示中从左到右)出现的6个电流脉冲即图中a区域对应的电流脉冲分别对应在按照图3中，自1-2-3-4-5-6依次注入第一矢量电压的相电流图，即通过对a、b、c三相依次正向和反向注入第一矢量电压时，即可得到对应的精度为60度的电角度区间，对于存在的可能更多相的情况，其电流脉冲数量会相应的增加。此外可以理解，对第一矢量电压的注入顺序没有要求，在其他的实施例中，按照另外的顺序进行第一矢量电压注入时，例如以b相先注入第一矢量电压时，则a相定子绕组的相电流测试结果的6个电流脉冲的顺序会相应的变化，其他的相定子绕组的相电流的电流脉冲顺序也会相应的变化。
可选的，如图5所示，本发明的一种无感永磁同步电机转子初始位置检测方法的另一实施例中，还包括：
s41、获取所述第二角度范围的四等分线，沿分居两侧的第一四等分线和第二四等分线的方向分别注入第二矢量电压，以分别获取对应的第三定子电流和第四定子电流；
s42、比较所述第三定子电流和所述第四定子电流，以判断电机转子相对于中间位置的第三四等分线的相对位置；
s43、根据所述相对位置更新所述第二角度范围。
具体的，为了进一步提高转子初始位置辨识的精度，在确定了图3中的60度区间[330度，30度]后，如图6a，再施加电压矢量9(15度方向即第一四等分线方向)和10(345度即第二四等分线的方向)。通过检测三相定子电流，再将其变换为d轴电流(假定d轴与矢量9或10重合)，经d轴电流比较后，选其较大者为新的区间标志，即得到电机转子相对于第三四等分线也可以理解为第二角度范围的二等分线的相对位置，然后根据二等分线与a相即参考相的位置，获取此时得到的相对位置相对于a相的角度范围，并以此角度范围更新第二角度范围，以更新后的第二角度范围为电机转子的初始位置，例如相对于中间位置在矢量9所在区间，其第二角度范围也即为[0度，30度]，这样就将分辨率提高到30度电角度。在该过程中，如图4所示，在上面的基础上，在进一步的精度确认过程中，注入第二矢量电压此时可以测得a相的相电流对应为第7个电流脉冲和第8个电流脉冲即图中b区域对应的电流脉冲，此时可以获取分辨率提高到30度电角度的转子初始位置。
在确定了图6a中的30度区间[0度，30度]后，如图6b，再施加电压矢量11(22.5度即第一四等分线方向)和12(7.5度即第二四等分线方向)。同样通过检测三相定子电流，再将其变换为d轴电流(假定d轴与矢量11或12重合)，经d轴电流比较后，选其较大者为新的区间标志，例如相对位置在对应矢量11所在区间，其第二角度范围为[15度，30度]，这样就将分辨率提高到15度电角度。以此类推，就可以逐步逼近转子位置初始角度(永磁体n极轴线所在位置)。在该过程中，如图4所示，在上面的基础上，在进一步的精度确认过程中，注入第二矢量电压此时可以测得a相的相电流对应为第9个电流脉冲和第10个电流脉冲即图中c区域对应的电流脉冲，此时可以获取分辨率提高到15度电角度的电角度。其过程可以依次进行下去直到转子初始位置的电角度精度满足要求。
可选的，如图7所示，本发明的一种无感永磁同步电机转子初始位置检测方法的另一实施中，还包括：s44、判断所述第二角度范围是否满足预设条件，若是，则执行所述步骤s5，若否，则执行所述步骤s41。
具体的，在上面的逐渐逼近转子实际位置的过程中，对第二角度范围进行判定，当第二角度范围满足预设条件时，结束该重复逼近的过程，此时获取的第二角度范围已经能够满足精度要求。
进一步的，所述预设条件包括所述第二角度范围范围小于30度。具体的，在通用的一些电机设备中，其在得到第二角度范围为30度的时候即可满足要求，当然在其他的实施例中，也有着更加精确的精度要求。
进一步的，所述第一矢量电压相同或不同。具体的，在对定子绕组分别施加第一矢量电压时，对不同的定子绕组可以施加幅值相同或者不同的矢量电压，只要保证同一定子绕组正向电压和反向电压幅值相同即可。
另，本发明的一种无感永磁同步电机转子初始位置检测装置，包括：
第一获取单元，用于任选一定子绕组为参考定子绕组，获取其他定子绕组相对于所述参考定子绕组的绕组电角度；
第一执行单元，分别沿定子绕组的绕组电角度的同向和反向对所述定子绕组注入第一矢量电压，以分别获取对应的第一定子绕组相电流和第二定子绕组相电流；
第一比较单元，用于比较所述第一定子绕组相电流值和所述第二定子绕组相电流值，以判断所述电机转子相对所述相定子绕组的第一角度范围；
第二执行单元，根据所述绕组电角度和所述第一角度范围获取所述电机转子相对于所述参考定子绕组的第二角度范围；
第三执行单元，以所述第二角度范围为所述电机转子的初始位置。
可选的，本发明的一种无感永磁同步电机转子初始位置检测装置还包括：
第二获取单元，用于获取所述第二角度范围的四等分线；
第四执行单元，用于沿分居两侧的第一四等分线和第二四等分线的方向分别注入第二矢量电压，以分别获取对应的第三定子电流和第四定子电流；
第二比较单元，用于比较所述第三定子电流和所述第四定子电流，以判断电机转子相对于中间位置的第三四等分线的相对位置；
第五执行单元，用于根据所述相对位置更新所述第二角度范围。
具体的，这里的无感永磁同步电机转子初始位置检测装置各单元之间具体的配合操作过程具体可以参照上述无感永磁同步电机转子初始位置检测方法，这里不再赘述。
另，本发明的一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上面任意一项所述的无感永磁同步电机转子初始位置检测方法。具体的，需要说明的是，本发明上述的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本发明中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本发明中，计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读信号介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：电线、光缆、rf(射频)等等，或者上述的任意合适的组合。
上述计算机可读介质可以是上述电子设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。
另，本发明的一种电子设备，包括存储器和处理器；
所述存储器用于存储计算机程序；
所述处理器用于执行所述计算机程序实现如上面任一项所述的无感永磁同步电机转子初始位置检测方法。具体的，根据本发明的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本发明的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过电子设备下载和安装并且执行时，执行本发明实施例的方法中限定的上述功能。本发明中的电子设备可为笔记本、台式机、平板电脑、智能手机等终端，也可为服务器。
另，本发明的一种永磁同步电机，采用如上面任一项所述的无感永磁同步电机转子初始位置检测方法进行初始位置辨识。具体的，本发明的实施例包括永磁同步电机，其通过上面描述的方式进行初始位置辨识，以进行其正常工作。
可以理解的，以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围；因此，凡跟本发明权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。
技术特征：
1.一种无感永磁同步电机转子初始位置检测方法，其特征在于，包括：
s1、任选一定子绕组为参考定子绕组，获取其他定子绕组相对于所述参考定子绕组的绕组电角度；
s2、分别沿定子绕组的绕组电角度的同向和反向对所述定子绕组注入第一矢量电压，以分别获取对应的第一定子绕组相电流和第二定子绕组相电流；
s3、比较所述第一相电流和所述第二相电流以判断电机转子相对所述定子绕组的第一角度范围；
s4、根据所述绕组电角度和所述第一角度范围获取所述电机转子相对于所述参考定子绕组的第二角度范围；
s5、以所述第二角度范围为所述电机转子的初始位置。
2.根据权利要求1所述的无感永磁同步电机转子初始位置检测方法，其特征在于，所述方法还包括：
s41、获取所述第二角度范围的四等分线，沿分居两侧的第一四等分线和第二四等分线的方向分别注入第二矢量电压，以分别获取对应的第三定子电流和第四定子电流；
s42、比较所述第三定子电流和所述第四定子电流，以判断电机转子相对于中间位置的第三四等分线的相对位置；
s43、根据所述相对位置更新所述第二角度范围。
3.根据权利要求2所述的无感永磁同步电机转子初始位置检测方法，其特征在于，所述方法还包括：
s44、判断所述第二角度范围是否满足预设条件，若是，则执行所述步骤s5，若否，则执行所述步骤s41。
4.根据权利要求3所述的无感永磁同步电机转子初始位置检测方法，其特征在于，所述预设条件包括所述所述第二角度范围范围小于30度。
5.根据权利要求1所述的无感永磁同步电机转子初始位置检测方法，其特征在于，所述第一矢量电压相同或不同。
6.一种无感永磁同步电机转子初始位置检测装置，其特征在于，包括：
第一获取单元，用于任选一定子绕组为参考定子绕组，获取其他定子绕组相对于所述参考定子绕组的绕组电角度；
第一执行单元，分别沿定子绕组的绕组电角度的同向和反向对所述定子绕组注入第一矢量电压，以分别获取对应的第一定子绕组相电流和第二定子绕组相电流；
第一比较单元，用于比较所述第一定子绕组相电流值和所述第二定子绕组相电流值，以判断所述电机转子相对所述定子绕组的第一角度范围；
第二执行单元，根据所述绕组电角度和所述第一角度范围获取所述电机转子相对于所述参考定子绕组的第二角度范围；
第三执行单元，以所述第二角度范围为所述电机转子的初始位置。
7.根据权利要求6所述的无感永磁同步电机转子初始位置检测装置，其特征在于，还包括：
第二获取单元，用于获取所述第二角度范围的四等分线；
第四执行单元，用于沿分居两侧的第一四等分线和第二四等分线的方向分别注入第二矢量电压，以分别获取对应的第三定子电流和第四定子电流；
第二比较单元，用于比较所述第三定子电流和所述第四定子电流，以判断电机转子相对于中间位置的第三四等分线的相对位置；
第五执行单元，用于根据所述相对位置更新所述第二角度范围。
8.一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-5中任意一项所述的无感永磁同步电机转子初始位置检测方法。
9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器；
所述存储器用于存储计算机程序；
所述处理器用于执行所述计算机程序实现如权利要求1-5任一项所述的无感永磁同步电机转子初始位置检测方法。
10.一种永磁同步电机，其特征在于，采用如权利要求1-5任一项所述的无感永磁同步电机转子初始位置检测方法进行初始位置辨识。
技术总结
本发明涉及一种无感永磁同步电机转子初始位置检测方法、装置、存储介质、电子设备及永磁同步电机，包括：S1、任选一定子绕组为参考定子绕组，获取其他定子绕组相对于参考定子绕组的绕组电角度；S2、分别沿定子绕组的绕组电角度的同向和反向对定子绕组注入第一矢量电压，以分别获取对应的第一定子绕组相电流和第二定子绕组相电流；S3、比较第一相电流和第二相电流以判断电机转子相对定子绕组的第一角度范围；S4、根据绕组电角度和第一角度范围获取电机转子相对于参考定子绕组的第二角度范围；S5、以第二角度范围为电机转子的初始位置。实施本发明能够获取较高精度的转子初始位置，且简单易行。
技术研发人员：不公告发明人
受保护的技术使用者：惠州拓邦电气技术有限公司
技术研发日：.10.23
技术公布日：.02.28
