本发明涉及电机领域，具体而言，涉及一种初始位置检测方法、一种初始位置检测装置、一种永磁同步电机和一种计算机可读存储介质。
背景技术：
永磁同步电机具有功率密度大、效率高的优点，在家用电器和电动汽车中得到了广泛应用，为了实现永磁同步电机驱动系统稳定的启动和运行，必须在电机启动前获取转子的初始位置信息，以避免由于初始位置检测不准确导致的电机无法产生足够启动转矩以及出现反转。
相关技术中，可以采用闭环检测方法通常通过信号注入的方式实现，以高频电压注入法为例，可以通过向磁极的正反两个方向注入电压脉冲，根据电的流响应来判断极性，存在以下缺陷：
(1)初始磁极的位置通过闭环调节的方式输出，如果角度初始值设置的偏离实际角度过大，会导致闭环调节器输出的估计角度震荡，导致调节时间过长，而且启动阶段闭环调节器的pi参数调节不易整定；
(2)需要采用滤波器来处理信号，并需要进行坐标变换，滤波器和数字控制的延时会降低位置检测精度。
技术实现要素：
本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
为此，本发明的一个目的在于提出了一种新的永磁同步电机转子的初始位置检测方法，通过注入高频电压信号，对定子绕组通电，以实现对定子绕组中三相绕组电流的采样，基于三相绕组电流得到三相高频载波电流，通过对三相高频载波电流之间大小的比较能够确定对应的初始预判角，一方面，由于不需要进行闭环调节，因此有利于提升位置检测的效率，另一方面，采用静止坐标系代替旋转坐标系，不需要执行坐标系变换操作，以达到简化计算过程的目的，再一方面，不需要滤波器处理信号，只需要采样完一个高频电信号周期内的采样点就可以计算出高频电流的幅值，因此有利于提升位置检测精度，并且位置检测迅速可靠，简单易行。
本发明的另一个目的在于对应提出了永磁同步电机转子的初始位置检测装置、永磁同步电机和计算机可读存储介质。
根据本发明的第一方面，提出了一种永磁同步电机转子的初始位置检测方法，该方法包括：在电机定子的静止坐标系中向电机绕组中注入高频电压信号后，根据电机绕组中的三相绕组电流确定对应的三相高频载波电流幅值；确定三相高频载波电流幅值之间的相对大小关系；根据预设的初始预判角对应关系，确定相对大小关系对应的初始预判角，并将初始预判角确定为脉冲注入角；在电机定子的脉冲注入角处分别注入正电压脉冲与负电压脉冲后，分别检测基于正电压脉冲的高频电流幅值的第一变化量，以及基于负电压脉冲的高频电流幅值的第二变化量；根据第一变化量与第二变化量之间的关系以及初始预判角确定电机转子的初始位置。
在该技术方案中，在静止坐标系中，通过注入高频电压信号，对定子绕组通电，以实现对定子绕组中三相绕组电流的采样，基于三相绕组电流得到三相高频载波电流，通过对三相高频载波电流之间大小的比较能够确定对应的初始预判角，在确定初始预判角的基础上进一步通过分别注入正电压脉冲与负电压脉冲，以检测初始预判角所对应的电机转子上的磁极的极性，从而确定电机转子的初始位置，与现有技术中采用闭环检测方式检测电机转子的初始位置的方案相比，由于采用开环检测的方式相比，一方面，由于不需要进行闭环调节，因此有利于提升位置检测的效率，另一方面，采用静止坐标系代替旋转坐标系，不需要执行坐标系变换操作，以达到简化计算过程的目的，再一方面，不需要滤波器处理信号，只需要采样完一个高频电信号周期内的采样点就可以计算出高频电流的幅值，因此有利于提升位置检测精度，并且位置检测迅速可靠，简单易行。
在上述技术方案中，优选地，高频电压信号为
ia为第一相绕组电流，ib为第二相绕组电流，ic为第三相绕组电流，iah为第一相高频电流幅值，ibh为第二相高频电流幅值，ich为第三相高频载波电流幅值，ts为采样周期，th为注入高频电压信号的周期，ωh为高频电压信号的角频率，k为采样点计数，ia(k)、ib(k）与ic(k）分别表示ia、ib与ic的第k个电流值。
在该技术方案中，并通过离散傅里叶变换得到采样三相绕组电流的三相高频载波电流幅值，以将时域上的三相绕组电流变换到频域上的三相高频载波电流幅值，进而根据频域上的三相高频载波电流幅值，结合预设的关系表得到磁极所处的角度，一方面，实现了对电机转子的初始位置信息的预估，以保证电机的顺利运行，另一方面，通过设置计算公式执行从三相绕组采样电流到三相高频载波电流幅值之间的转换，以进行初始位置角度的预估，有利于提升初始位置检测的可靠性。
在上述任一技术方案中，优选地，根据预设的初始预判角对应关系，确定相对大小关系对应的初始预判角，具体包括：根据对应关系确定相对大小关系对应的预估角；确定预估角所处的转子角度扇区；将转子角度扇区的中间角度确定为初始预判角。
在该技术方案中，通过根据预估角得到电机转子所处的转子角度扇区，以12极的电机转子为例，此时转子角度扇区的大小范围为30度，通过取扇区的中间角度值作为初始预判角，由于角度估计的最大误差为±15°，虽然不是准确的角度，但是已经可以用于电机的启动以及定子磁链的计算，在保证检测结果可靠性的同时，简化了检测过程。
在上述任一技术方案中，优选地，根据第一变化量与第二变化量之间的关系以及初始预判角确定电机转子的初始位置，具体包括：在检测到第一变化量大于或等于第二变化量时，将初始预判角所处的位置确定为初始位置；在检测到第一变化量小于第二变化量时，将初始预判角旋转180°后所处的位置确定为初始位置。
在该技术方案中，由于初始预判角指示的矢量方向与转子磁场的指示方向可能相同也可能相反，即相差180°，因此通过高频脉冲注入的方法来检测高频载波电流幅值的变化量，进而通过比较两个变化量的大小判断转子极性，最后电机转子的初始位置，有利于进一步提升位置检测的准确性。
在上述任一技术方案中，优选地，在在电机定子的静止坐标系中向电机绕组中注入高频电压信号后，根据电机绕组中的三相绕组电流确定对应的三相高频载波电流幅值前，还包括：预设初始预判角与相对大小关系之间的对应关系。
表1
根据本发明的第二方面，提出了一种永磁同步电机转子的初始位置检测装置，包括：确定单元，用于在电机定子的静止坐标系中向电机绕组中注入高频电压信号后，根据电机绕组中的三相绕组电流确定对应的三相高频载波电流幅值；确定单元还用于：确定三相高频载波电流幅值之间的相对大小关系；确定单元还用于：根据预设的初始预判角对应关系，确定相对大小关系对应的初始预判角，并将初始预判角确定为脉冲注入角；检测装置还包括：检测单元，用于在电机定子的脉冲注入角处分别注入正电压脉冲与负电压脉冲后，分别检测基于正电压脉冲的高频电流幅值的第一变化量，以及基于负电压脉冲的高频电流幅值的第二变化量；确定单元还用于：根据第一变化量与第二变化量之间的关系以及初始预判角确定电机转子的初始位置。
在该技术方案中，在静止坐标系中，通过注入高频电压信号，对定子绕组通电，以实现对定子绕组中三相绕组电流的采样，基于三相绕组电流得到三相高频载波电流，通过对三相高频载波电流之间大小的比较能够确定对应的初始预判角，在确定初始预判角的基础上进一步通过分别注入正电压脉冲与负电压脉冲，以检测初始预判角所对应的电机转子上的磁极的极性，从而确定电机转子的初始位置，与现有技术中采用闭环检测方式检测电机转子的初始位置的方案相比，由于采用开环检测的方式相比，一方面，由于不需要进行闭环调节，因此有利于提升位置检测的效率，另一方面，采用静止坐标系代替旋转坐标系，不需要执行坐标系变换操作，以达到简化计算过程的目的，再一方面，不需要滤波器处理信号，只需要采样完一个高频电信号周期内的采样点就可以计算出高频电流的幅值，因此有利于提升位置检测精度，并且位置检测迅速可靠，简单易行。
在上述技术方案中，优选地，高频电压信号为
ia为第一相绕组电流，ib为第二相绕组电流，ic为第三相绕组电流，iah为第一相高频电流幅值，ibh为第二相高频电流幅值，ich为第三相高频载波电流幅值，ts为采样周期，th为注入高频电压信号的周期，ωh为高频电压信号的角频率，k为采样点计数，ia(k)、ib(k)与ic(k)分别表示ia、ib与ic的第k个电流值。
在该技术方案中，并通过离散傅里叶变换得到采样三相绕组电流的三相高频载波电流幅值，以将时域上的三相绕组电流变换到频域上的三相高频载波电流幅值，进而根据频域上的三相高频载波电流幅值，结合预设的关系表得到磁极所处的角度，一方面，实现了对电机转子的初始位置信息的预估，以保证电机的顺利运行，另一方面，通过设置计算公式执行从三相绕组采样电流到三相高频载波电流幅值之间的转换，以进行初始位置角度的预估，有利于提升初始位置检测的可靠性。
在上述任一技术方案中，优选地，确定单元还用于：根据对应关系确定相对大小关系对应的预估角；确定单元还用于：确定预估角所处的转子角度扇区；确定单元还用于：将转子角度扇区的中间角度确定为初始预判角。
在该技术方案中，通过根据预估角得到电机转子所处的转子角度扇区，以12极的电机转子为例，此时转子角度扇区的大小范围为30度，通过取扇区的中间角度值作为初始预判角，由于角度估计的最大误差为±15°，虽然不是准确的角度，但是已经可以用于电机的启动以及定子磁链的计算，在保证检测结果可靠性的同时，简化了检测过程。
在上述技术方案中，优选地，确定单元还用于：在检测到第一变化量大于或等于第二变化量时，将初始预判角所处的位置确定为初始位置；确定单元还用于：在检测到第一变化量小于第二变化量时，将初始预判角旋转180°后所处的位置确定为初始位置。
在该技术方案中，由于初始预判角指示的矢量方向与转子磁场的指示方向可能相同也可能相反，即相差180°，因此通过高频脉冲注入的方法来检测高频载波电流幅值的变化量，进而通过比较两个变化量的大小判断转子极性，最后电机转子的初始位置，有利于进一步提升位置检测的准确性。
在上述技术方案中，优选地，初始位置检测装置还包括：预设单元，用于预设初始预判角与相对大小关系之间的对应关系。
根据本发明的第三方面，提供了一种永磁同步电机，包括：处理器；用于储存处理器可执行指令的存储器，其中，处理器用于执行存储器中储存的可执行指令时实现如上述第一方面的技术方案中任一项的初始位置检测方法的步骤。
根据本发明的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述第一方面的技术方案中任一项的初始位置检测方法的步骤。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
(1)通过根据预估角得到电机转子所处的转子角度扇区，以12极的电机转子为例，此时转子角度扇区的大小范围为30度，通过取扇区的中间角度值作为初始预判角，由于角度估计的最大误差为±15°，虽然不是准确的角度，但是已经可以用于电机的启动以及定子磁链的计算，在保证检测结果可靠性的同时，简化了检测过程。
(2)不需要进行闭环调节，因此有利于提升位置检测的效率，并且采用静止坐标系代替旋转坐标系，不需要执行坐标系变换操作，以达到简化计算过程的目的，进一步不需要滤波器处理信号，只需要采样完一个高频电信号周期内的采样点就可以计算出高频电流的幅值，因此有利于提升位置检测精度，并且位置检测迅速可靠，简单易行。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1示出了本发明第一实施例的初始位置检测方法的流程示意图；
图2示出了本发明第二实施例的初始位置检测方法的流程示意图；
图3示出了本发明的实施例的电机转子的扇区分布使用图；
图4示出了本发明的实施例的初始位置检测联动装置的示意框图；
图5示出了本发明的实施例的永磁同步电机的示意框图。
具体实施方式
针对现有技术中采用闭环检测方法检测转子的初始位置导致处理时间过长、检测精度较低的技术问题，通过注入高频电压信号，对定子绕组通电，以实现对定子绕组中三相绕组电流的采样，基于三相绕组电流得到三相高频载波电流，通过对三相高频载波电流之间大小的比较能够确定对应的初始预判角，在确定初始预判角的基础上进一步通过分别注入正电压脉冲与负电压脉冲，以检测初始预判角所对应的电机转子上的磁极的极性，从而确定电机转子的初始位置，与现有技术中采用闭环检测方式检测电机转子的初始位置的方案相比，由于采用开环检测的方式相比，一方面，由于不需要进行闭环调节，因此有利于提升位置检测的效率，另一方面，采用静止坐标系代替旋转坐标系，不需要执行坐标系变换操作，以达到简化计算过程的目的，再一方面，不需要滤波器处理信号，只需要采样完一个高频电信号周期内的采样点就可以计算出高频电流的幅值，因此有利于提升位置检测精度，并且位置检测迅速可靠，简单易行。
为了更好的理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
下面结合图1与图4对本发明的实施例的初始位置检测方案进行具体说明。
实施例一：
如图1所示，根据本发明的一个实施例的初始位置检测方法，适用于永磁同步电机，该方法包括：步骤102，在电机定子的静止坐标系中向电机绕组中注入高频电压信号后，根据电机绕组中的三相绕组电流确定对应的三相高频载波电流幅值；步骤104，确定三相高频载波电流幅值之间的相对大小关系；步骤106，根据预设的初始预判角对应关系，确定相对大小关系对应的初始预判角，并将初始预判角确定为脉冲注入角；步骤108，在电机定子的脉冲注入角处分别注入正电压脉冲与负电压脉冲后，分别检测基于正电压脉冲的高频电流幅值的第一变化量，以及基于负电压脉冲的高频电流幅值的第二变化量；步骤110，根据第一变化量与第二变化量之间的关系以及初始预判角确定电机转子的初始位置。
在该实施例中，在静止坐标系中，通过注入高频电压信号，对定子绕组通电，以实现对定子绕组中三相绕组电流的采样，基于三相绕组电流得到三相高频载波电流，通过对三相高频载波电流之间大小的比较能够确定对应的初始预判角，在确定初始预判角的基础上进一步通过分别注入正电压脉冲与负电压脉冲，以检测初始预判角所对应的电机转子上的磁极的极性，从而确定电机转子的初始位置，与现有技术中采用闭环检测方式检测电机转子的初始位置的方案相比，由于采用开环检测的方式相比，一方面，由于不需要进行闭环调节，因此有利于提升位置检测的效率，另一方面，采用静止坐标系代替旋转坐标系，不需要执行坐标系变换操作，以达到简化计算过程的目的，再一方面，不需要滤波器处理信号，只需要采样完一个高频电信号周期内的采样点就可以计算出高频电流的幅值，因此有利于提升位置检测精度，并且位置检测迅速可靠，简单易行。
在上述实施例中，优选地，高频电压信号为
ia为第一相绕组电流，ib为第二相绕组电流，ic为第三相绕组电流，iah为第一相高频电流幅值，ibh为第二相高频电流幅值，ich为第三相高频载波电流幅值，ts为采样周期，th为注入高频电压信号的周期，ωh为高频电压信号的角频率，k为采样点计数，ia(k)、ib(k)与ic(k)分别表示ia、ib与ic的第k个电流值。
在该实施例中，并通过离散傅里叶变换得到采样三相绕组电流的三相高频载波电流幅值，以将时域上的三相绕组电流变换到频域上的三相高频载波电流幅值，进而根据频域上的三相高频载波电流幅值，结合预设的关系表得到磁极所处的角度，一方面，实现了对电机转子的初始位置信息的预估，以保证电机的顺利运行，另一方面，通过设置计算公式执行从三相绕组采样电流到三相高频载波电流幅值之间的转换，以进行初始位置角度的预估，有利于提升初始位置检测的可靠性。
在上述任一实施例中，优选地，根据预设的初始预判角对应关系，确定相对大小关系对应的初始预判角，具体包括：根据对应关系确定相对大小关系对应的预估角；确定预估角所处的转子角度扇区；将转子角度扇区的中间角度确定为初始预判角。
在该实施例中，通过根据预估角得到电机转子所处的转子角度扇区，以12极的电机转子为例，此时转子角度扇区的大小范围为30度，通过取扇区的中间角度值作为初始预判角，由于角度估计的最大误差为±15°，虽然不是准确的角度，但是已经可以用于电机的启动以及定子磁链的计算，在保证检测结果可靠性的同时，简化了检测过程。
在上述任一实施例中，优选地，根据第一变化量与第二变化量之间的关系以及初始预判角确定电机转子的初始位置，具体包括：在检测到第一变化量大于或等于第二变化量时，将初始预判角所处的位置确定为初始位置；在检测到第一变化量小于第二变化量时，将初始预判角旋转180°后所处的位置确定为初始位置。
在该实施例中，由于初始预判角指示的矢量方向与转子磁场的指示方向可能相同也可能相反，即相差180°，因此通过高频脉冲注入的方法来检测高频载波电流幅值的变化量，进而通过比较两个变化量的大小判断转子极性，最后电机转子的初始位置，有利于进一步提升位置检测的准确性。
在上述任一实施例中，优选地，在在电机定子的静止坐标系中向电机绕组中注入高频电压信号后，根据电机绕组中的三相绕组电流确定对应的三相高频载波电流幅值前，还包括：预设初始预判角与相对大小关系之间的对应关系，如表1所示。
表1
如图2所示，根据本发明的另一个实施例的初始位置检测方法，包括：
步骤202，向电机静止坐标系中注入高频电压信号uαh与uβh；
其中，uh为高频电压的幅值，ωh为高频电压的角频率，t表示注入高频电压信号的时间。
步骤204，采样电机定子三相绕组电流ia、ib与ic；
步骤206，根据计算公式(1)至(3)计算三相高频载波电流幅值，根据表1判断确定磁极位置θpulseinj；
如图3所示，转子角度扇区的大小范围为30度，通过取扇区的中间角度值作为初始预判角，即确定磁极位置θpulseinj，由于角度估计的最大误差为±15°，虽然不是准确的角度，但是已经可以用于电机的启动以及定子磁链的计算，在保证检测结果可靠性的同时，简化了检测过程。
步骤208，在定子θpulseinj处注入正负电压脉冲，检测正负脉冲电流幅值δip和δin；
步骤210，若δip>δin，转子的初始角度为θinj＝θpulseinj，若δip<δin，转子的初始角度为θinj＝θpulseinj+π。
如图4所示，根据本发明的实施例的永磁同步电机转子的初始位置检测装置40，包括：确定单元402，用于在电机定子的静止坐标系中向电机绕组中注入高频电压信号后，根据电机绕组中的三相绕组电流确定对应的三相高频载波电流幅值；确定单元402还用于：确定三相高频载波电流幅值之间的相对大小关系；确定单元402还用于：根据预设的初始预判角对应关系，确定相对大小关系对应的初始预判角，并将初始预判角确定为脉冲注入角；检测装置40还包括：检测单元404，用于在电机定子的脉冲注入角处分别注入正电压脉冲与负电压脉冲后，分别检测基于正电压脉冲的高频电流幅值的第一变化量，以及基于负电压脉冲的高频电流幅值的第二变化量；确定单元402还用于：根据第一变化量与第二变化量之间的关系以及初始预判角确定电机转子的初始位置。
在该实施例中，在静止坐标系中，通过注入高频电压信号，对定子绕组通电，以实现对定子绕组中三相绕组电流的采样，基于三相绕组电流得到三相高频载波电流，通过对三相高频载波电流之间大小的比较能够确定对应的初始预判角，在确定初始预判角的基础上进一步通过分别注入正电压脉冲与负电压脉冲，以检测初始预判角所对应的电机转子上的磁极的极性，从而确定电机转子的初始位置，与现有技术中采用闭环检测方式检测电机转子的初始位置的方案相比，由于采用开环检测的方式相比，一方面，由于不需要进行闭环调节，因此有利于提升位置检测的效率，另一方面，采用静止坐标系代替旋转坐标系，不需要执行坐标系变换操作，以达到简化计算过程的目的，再一方面，不需要滤波器处理信号，只需要采样完一个高频电信号周期内的采样点就可以计算出高频电流的幅值，因此有利于提升位置检测精度，并且位置检测迅速可靠，简单易行。
在上述实施例中，优选地，高频电压信号为
ia为第一相绕组电流，ib为第二相绕组电流，ic为第三相绕组电流，iah为第一相高频电流幅值，ibh为第二相高频电流幅值，ich为第三相高频载波电流幅值，ts为采样周期，th为注入高频电压信号的周期，ωh为高频电压信号的角频率，k为采样点计数，ia(k)、ib(k）与ic(k）分别表示ia、ib与ic的第k个电流值。
在该实施例中，并通过离散傅里叶变换得到采样三相绕组电流的三相高频载波电流幅值，以将时域上的三相绕组电流变换到频域上的三相高频载波电流幅值，进而根据频域上的三相高频载波电流幅值，结合预设的关系表得到磁极所处的角度，一方面，实现了对电机转子的初始位置信息的预估，以保证电机的顺利运行，另一方面，通过设置计算公式执行从三相绕组采样电流到三相高频载波电流幅值之间的转换，以进行初始位置角度的预估，有利于提升初始位置检测的可靠性。
在上述任一实施例中，优选地，确定单元402还用于：根据对应关系确定相对大小关系对应的预估角；确定单元402还用于：确定预估角所处的转子角度扇区；确定单元402还用于：将转子角度扇区的中间角度确定为初始预判角。
在该实施例中，通过根据预估角得到电机转子所处的转子角度扇区，以12极的电机转子为例，此时转子角度扇区的大小范围为30度，通过取扇区的中间角度值作为初始预判角，由于角度估计的最大误差为±15°，虽然不是准确的角度，但是已经可以用于电机的启动以及定子磁链的计算，在保证检测结果可靠性的同时，简化了检测过程。
在上述实施例中，优选地，确定单元402还用于：在检测到第一变化量大于或等于第二变化量时，将初始预判角所处的位置确定为初始位置；确定单元402还用于：在检测到第一变化量小于第二变化量时，将初始预判角旋转180°后所处的位置确定为初始位置。
在该实施例中，由于初始预判角指示的矢量方向与转子磁场的指示方向可能相同也可能相反，即相差180°，因此通过高频脉冲注入的方法来检测高频载波电流幅值的变化量，进而通过比较两个变化量的大小判断转子极性，最后电机转子的初始位置，有利于进一步提升位置检测的准确性。
在上述实施例中，优选地，初始位置检测装置40还包括：预设单元408，用于预设初始预判角与相对大小关系之间的对应关系。
如图5所示，根据本发明的实施例的永磁同步电机50，包括：处理器502；用于储存处理器502可执行指令的存储器504，其中，处理器502用于执行存储器504中储存的可执行指令时实现如上述实施例中任一项所述的初始位置检测方法的步骤。
根据本发明的实施例的计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述实施例中任一项所述的初始位置检测方法的步骤。
本发明实施例的方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
应当注意的是，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或步骤。位于部件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。本发明可以借助于包括有若干不同部件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
技术特征：
1.一种永磁同步电机转子的初始位置检测方法，其特征在于，包括：
在电机定子的静止坐标系中向电机绕组中注入高频电压信号后，根据所述电机绕组中的三相绕组电流确定对应的三相高频载波电流幅值；
确定所述三相高频载波电流幅值之间的相对大小关系；
根据预设的初始预判角对应关系，确定与所述相对大小关系对应的初始预判角，并将所述初始预判角确定为脉冲注入角；
在所述电机定子的所述脉冲注入角处分别注入正电压脉冲与负电压脉冲后，分别检测基于所述正电压脉冲的所述高频电流幅值的第一变化量，以及基于所述负电压脉冲的所述高频电流幅值的第二变化量；
根据所述第一变化量与所述第二变化量之间的关系以及所述初始预判角确定电机转子的初始位置。
2.根据权利要求1所述的初始位置检测方法，其特征在于，所述高频电压信号为
在根据所述高频电压信号产生所述三相绕组电流后，根据离散傅里叶变换算法生成计算公式，以根据所述计算公式确定所述三相绕组电流对应的所述三相高频载波电流幅值，
其中，所述计算公式包括：
为所述第一相绕组电流，ib为所述第二相绕组电流，ic为所述第三相绕组电流，iah为所述第一相高频电流幅值，ibh为所述第二相高频电流幅值，ich为所述第三相高频载波电流幅值，ts为采样周期，th为注入所述高频电压信号的周期，ωh为所述高频电压信号的角频率，k为采样点计数，ia(k)、ib(k)与ic(k)分别表示ia、ib与ic的第k个电流值。
3.根据权利要求1所述的初始位置检测方法，其特征在于，所述根据预设的初始预判角对应关系，确定与所述相对大小关系对应的初始预判角，具体包括：
根据所述对应关系确定所述相对大小关系对应的预估角；
确定所述预估角所处的转子角度扇区；
将所述转子角度扇区的中间角度确定为所述初始预判角。
4.根据权利要求1所述的初始位置检测方法，其特征在于，所述根据所述第一变化量与所述第二变化量之间的关系以及所述初始预判角确定电机转子的初始位置，具体包括：
在检测到所述第一变化量大于或等于所述第二变化量时，将所述初始预判角所处的位置确定为所述初始位置；
在检测到所述第一变化量小于所述第二变化量时，将初始预判角旋转180°后所处的位置确定为所述初始位置。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的初始位置检测方法，其特征在于，所述在在电机定子的静止坐标系中向电机绕组中注入高频电压信号后，根据所述电机绕组中的三相绕组电流确定对应的三相高频载波电流幅值前，还包括：
预设所述初始预判角与所述相对大小关系之间的对应关系。
6.一种永磁同步电机转子的初始位置检测装置，其特征在于，包括：
确定单元，用于在电机定子的静止坐标系中向电机绕组中注入高频电压信号后，根据所述电机绕组中的三相绕组电流确定对应的三相高频载波电流幅值；
所述确定单元还用于：确定所述三相高频载波电流幅值之间的相对大小关系；
所述确定单元还用于：根据预设的初始预判角对应关系，确定与所述相对大小关系对应的初始预判角，并将所述初始预判角确定为脉冲注入角；
所述检测装置还包括：
检测单元，用于在所述电机定子的所述脉冲注入角处分别注入正电压脉冲与负电压脉冲后，分别检测基于所述正电压脉冲的所述高频电流幅值的第一变化量，以及基于所述负电压脉冲的所述高频电流幅值的第二变化量；
所述确定单元还用于：根据所述第一变化量与所述第二变化量之间的关系以及所述初始预判角确定电机转子的初始位置。
7.根据权利要求6所述的初始位置检测装置，其特征在于，所述高频电压信号为
生成单元，用于在根据所述高频电压信号产生所述三相绕组电流后，根据离散傅里叶变换算法生成计算公式，以根据所述计算公式确定所述三相绕组电流对应的所述三相高频载波电流幅值，
其中，所述计算公式包括：
为所述第一相绕组电流，ib为所述第二相绕组电流，ic为所述第三相绕组电流，iah为所述第一相高频电流幅值，ibh为所述第二相高频电流幅值，ich为所述第三相高频载波电流幅值，ts为采样周期，th为注入所述高频电压信号的周期，ωh为所述高频电压信号的角频率，k为采样点计数，ia(k)、ib(k)与ic(k)分别表示ia、ib与ic的第k个电流值。
8.根据权利要求6所述的初始位置检测装置，其特征在于，
所述确定单元还用于：根据所述对应关系确定所述相对大小关系对应的预估角；
所述确定单元还用于：确定所述预估角所处的转子角度扇区；
所述确定单元还用于：将所述转子角度扇区的中间角度确定为所述初始预判角。
9.根据权利要求6所述的初始位置检测装置，其特征在于，
所述确定单元还用于：在检测到所述第一变化量大于或等于所述第二变化量时，将所述初始预判角所处的位置确定为所述初始位置；
所述确定单元还用于：在检测到所述第一变化量小于所述第二变化量时，将初始预判角旋转180°后所处的位置确定为所述初始位置。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的初始位置检测装置，其特征在于，还包括：
预设单元，用于预设所述初始预判角与所述相对大小关系之间的对应关系。
11.一种永磁同步电机，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的初始位置检测程序，所述处理器执行所述遥控程序时实现权利要求1-5中任一所述的方法。
12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有初始位置检测程序，其特征在于，该初始位置检测程序被处理器执行时实现权利要求1-5任一所述的方法。
技术总结
本发明提供了一种位置检测方法、检测装置、永磁同步电机和存储介质，其中，初始位置检测方法包括：根据电机绕组中的三相绕组电流确定对应的三相高频载波电流幅值；确定三相高频载波电流幅值之间的相对大小关系；根据预设的初始预判角对应关系，确定相对大小关系对应的初始预判角，并将初始预判角确定为脉冲注入角；在电机定子的脉冲注入角处分别注入正电压脉冲与负电压脉冲后，分别检测基于正电压脉冲的高频电流幅值的第一变化量，以及基于负电压脉冲的高频电流幅值的第二变化量；根据第一变化量与第二变化量之间的关系以及初始预判角确定电机转子的初始位置。通过本发明的技术方案，位置检测迅速可靠，简单易行。
技术研发人员：双波;诸自强
受保护的技术使用者：广东威灵电机制造有限公司;美的威灵电机技术(上海)有限公司
技术研发日：.07.31
技术公布日：.02.14
