本发明涉及电机控制，具体而言，涉及一种基于零电流控制的铁氧体磁阻同步电机初始角检测方法。
背景技术：
1、电机能效新国标下，传统高能耗的三相异步电机迎来危机挑战，加上永磁同步电机中稀土价格昂贵，同时容易出现高温退磁现象，铁氧体辅助型磁阻同步电机，以无稀土，高能效的特点受到广泛关注。然而由于特殊的转子磁障结构，使得该电机具有较大的凸极率，主要依靠磁阻转矩出力。
2、实现电机矢量控制算法中，需要用到一个非常重要的物理量是电机的位置信号。电机的位置信号往往通过特殊的部件实现，由于空间、成本、附加引线的限制，并不是所有的电机都安装位置传感器。特别是近年来，随着电机现代控制技术的兴起，采用无位置传感器控制方法成为主要研究内容和方向，无位置传感器技术是通过电机的电压和电流特性关系来确定电机转子位置，进而解算出角度信号。
3、传统的零速无位置传感器通常采用预定位方法，“预定位”方法简单易行，并且采用多次“预定位”的方案可以有效避免无法定位的区域，其定位效果一般也较好。但是“预定位”方法往往耗时较长，而且为了能够准确定位，电机电流也往往会比较大，并不适用于带重载的特点。
4、另外一种方式是采用高频注入法，但是由于铁氧体磁阻同步电机铁氧体具有的磁性非常弱，磁阻转矩所占比例大于铁氧体产生的转矩，在物理上有四个位置有相似的凸级率特性，难以进一步辨识，即靠近n极和靠近s极同样角度的初始位置具有相同的凸级率特性，传统预定位法会将该类电机定位与两种位置，一种是正确位置，一种为错误位置；这就需要进一步判别其位置。
5、无位置传感器算法或者是机械传感器都需要获得初始角度，初始角度不准确将导致电机转矩不足，甚至会相反，启动失败或者失去带载能力。近年来有较多文献和相关专利阐述永磁同步电机初始角度获取方法，如图1所示的铁氧体辅助下磁阻同步电机的转子结构，图中，801为电机轴，803为磁障，804为铁氧体，而针对新型的铁氧体辅助型磁阻同步电机的初始角度获取方法相关内容较少，原因如下：
6、(1)由于铁氧体磁阻同步电机铁氧体具有的磁性非常弱磁阻转矩所占比例大于铁氧体产生的转矩，相比稀土永磁同步电机，其磁铁的强度较弱，在物理上有四个位置有相似的凸级率特性难以进一步辨识。如果注入较强的电流，则电机移动较大，甚至反转，在某些应用领域不允许。
7、(2)即靠近n极和靠近s极同样角度的初始位置具有相同或者相似的凸级率特性，如果借鉴传统永磁同步电机的高频注入相关算法，会将该类电机定位与两种位置，一种是正确位置，一种为错误位置；这就需要进一步判别其位置。
技术实现思路
1、本发明要解决的技术问题是如何解决现有铁氧体辅助型磁阻同步电机转子初始角度误判断、错定位、定位时间长、稳定性差等问题，为克服以上现有技术的缺陷，本发明提供一种基于零电流控制的铁氧体磁阻同步电机初始角检测方法
2、本发明提供一种基于零电流控制的铁氧体磁阻同步电机初始角检测方法，包括电容、三相桥式逆变器、驱动电机和spwm模块，包括恒流变频启动阶段和初始角自动校正阶段，其中，恒流变频启动阶段包括：
3、步骤a1、预设is0作为交直轴电流is(k)的初始值；
4、步骤a2、采集电容两端的电压vdc(k)，三相桥式逆变器的a相电机电流ia(k)、b相电机电流ib(k)、c相电机电流ic(k)，k表示为第k次采样；
5、步骤a3、将a相电机电流ia(k)、b相电机电流ib(k)c相电机电流ic(k)经过克拉克变换获得α轴电流分量iα(k)和β轴电流分量iβ(k)；
6、步骤a4、将α轴电流分量iα(k)和β轴电流分量iβ(k)经过旋转变压器解算角度帕克变换得到d轴电流分量id(k)和q轴电流分量iq(k)；
7、步骤a5、令
8、步骤a6、差值经过pi控制后输出d轴电压分量ud(k)；差值经过pi控制后输出q轴电压分量uq(k)；
9、步骤a7、ud(k)和uq(k)经过低通滤波器滤波处理得到udr(k)和uqr(k)；
10、步骤a8、udr(k)和uqr(k)经过反帕克变换得到α轴电压分量uα(k)和β轴电压分量uβ(k)；
11、步骤a9、将得到α轴电压分量ua(k)和β轴电压分量uβ(k)经过克拉克反变换获得abc相电压分量ua(k)、ub(k)、uc(k)；
12、步骤a10、ua(k)、ub(k)、uc(k)通过spwm模块计算获得占空比输出da、db、dc到三相桥式逆变器中；
13、步骤a11、判断旋转变压器输出的速度信号是否大于0，若是，则进入步骤a12；若否，则k＝k+1，is(k)＝is(k-1)+△is，其中，△is为预设的电流增值；△is＝μ*ts，μ为预定义的用于控制驱动电机旋转速度和力矩的增长函数，并返回步骤a5；
14、步骤a12、判断驱动电机的速度是否达到预设转速τ，若是，则进入初始角自动校正阶段；若否，则返回步骤a12；
15、初始角自动校正阶段包括：
16、步骤b1、预设补偿角θe0的初始值作为角度起点，计时器开始计时；
17、步骤b2、采集电容两端的电压vdc(k)，三相桥式逆变器的a相电机电流ia(k)、b相电机电流ib(k)、c相电机电流ic(k)；
18、步骤b3、将a相电机电流ia(k)、b相电机电流ib(k)c相电机电流ic(k)经过克拉克变换获得α轴电流分量iα(k)和β轴电流分量iβ(k)；
19、步骤b4、更新其中，为旋转变压器或者光电编码器读取的驱动电机的角度，θe0(k)表示为需要寻找的补偿角度，将α轴电流分量iα(k)和β轴电流分量iβ(k)经过旋转变压器解算角度θe(k)帕克变换得到d轴电流分量id(k)和q轴电流分量iq(k)；
20、步骤b5、令差值经过pi控制后输出d轴电压分量ud(j)；差值经过pi控制后输出q轴电压分量uq(k)；
21、步骤b6、ud(k)和uq(k)经过低通滤波器滤波处理得到udr(k)和uqr(k)；
22、步骤b7、判断udr(k)是否大于udmax，若是，则udmax＝udr(k)，并记录θe0max＝θe0(k)，然后进入步骤b8；若否，则不更新udmax和θe0max；进入步骤b8；
23、步骤b8、udr(k)和uqr(k)经过反帕克变换得到α轴电压分量uα(k)和β轴电压分量uβ(k)；
24、步骤b9、将得到α轴电压分量uα(k)和β轴电压分量uβ(k)经过克拉克反变换获得abc相电压分量ua(k)、ub(k)、uc(k)；
25、步骤b10、ua(k)、ub(k)、uc(k)通过spwm模块计算获得占空比输出da、db、dc到三相桥式逆变器中；
26、步骤b11、判断计时器的时间是否达到设定时间t1，若是，则保存θe0max1＝θe0max，并进入步骤b12；若否，则更新补偿角并返回步骤a2；
27、步骤b12、判断计时器的时间是否达到设定时间t2，若是，则保存θe0max2＝θe0max，并进入步骤b13；若否，则更新补偿角并返回步骤a2；
28、步骤b13、取θe0max1和θe0max2的平均值作为补偿角θe0。
29、本技术一种基于零电流控制的铁氧体磁阻同步电机初始角检测方法与现有技术相比，具有以下优点：以铁氧体辅助型磁阻同步电机为研究对象，通过初步恒流变频将电机旋转，在改变为直轴交轴电流为零的控制策略，通过改变补偿角，使得直轴电压达到最大值，记录电机对应电机角度，可以判别正确的电机的初始位置补偿角。
30、在一种可能的实施方式中，所述步骤a3和步骤b3中将a相电机电流ia(k)、b相电机电流ib(k)c相电机电流ic(k)经过克拉克变换获得α轴电流分量iα(k)和β轴电流分量iβ(k)的计算公式为：
31、
32、式中，ic(k)为c相电机电流，ic(k)＝-ia(k)-ib(k)。
33、在一种可能的实施方式中，所述步骤a4中将α轴电流分量iα(k)和β轴电流分量iβ(k)经过旋转变压器解算角度帕克变换得到d轴电流分量id(k)和q轴电流分量iq(k)的计算公式为：
34、
35、所述步骤b4中将α轴电流分量iα(k)和β轴电流分量iβ(k)经过旋转变压器解算角度θe(k)帕克变换得到d轴电流分量id(k)和q轴电流分量iq(k)的计算公式为：
36、
37、式中，
38、在一种可能的实施方式中，所述步骤a6与步骤b5差值经过pi控制后输出d轴电压分量ud(k)；差值经过pi控制后输出q轴电压分量uq(k)的计算公式为：
39、
40、
41、在一种可能的实施方式中，所述步骤a7与步骤b6中关于ud(k)和uq(k)经过低通滤波器滤波处理得到udr(k)和uqr(k)的计算公式为：
42、
43、
44、式中，kpd和kpq分别为dq轴电流的比例系数；kid和kiq为dq轴电流的积分系数。
45、在一种可能的实施方式中，所述步骤a8与步骤b8中关于udr(k)和uqr(k)经过反帕克变换得到α轴电压分量uα(k)和β轴电压分量uβ(k)的计算公式为：
46、
47、式中，步骤a7中采用角度为旋转变压器直接输出角度步骤b8中采用的角度为旋转变压器直接输出角叠加补偿值度
48、在一种可能的实施方式中，所述步骤a9和步骤b9中关于α轴电压分量uα(k)和β轴电压分量uβ(k)经过克拉克反变换获得abc相电压分量ua(k)、ub(k)、uc(k)的计算公式为：
49、
50、在一种可能的实施方式中，所述步骤a10和步骤b10中关于ua(k)、ub(k)、uc(k)通过spwm模块计算获得占空比输出da、db、dc到三相桥式逆变器中的计算公式为：
51、
52、
53、
1.一种基于零电流控制的铁氧体磁阻同步电机初始角检测方法，包括电容、三相桥式逆变器、驱动电机和spwm模块，其特征在于，包括恒流变频启动阶段和初始角自动校正阶段，其中，恒流变频启动阶段包括：
2.根据权利要求1所述的基于零电流控制的铁氧体磁阻同步电机初始角检测方法，其特征在于，所述步骤a3和步骤b3中将a相电机电流ia(k)、b相电机电流ib(k)c相电机电流ic(k)经过克拉克变换获得α轴电流分量iα(k)和β轴电流分量iβ(k)的计算公式为：
3.根据权利要求1或2所述的基于零电流控制的铁氧体磁阻同步电机初始角检测方法，其特征在于，所述步骤a4中将α轴电流分量iα(k)和β轴电流分量iβ(k)经过旋转变压器解算角度帕克变换得到d轴电流分量id(k)和q轴电流分量iq(k)的计算公式为：
4.根据权利要求3所述的基于零电流控制的铁氧体磁阻同步电机初始角检测方法，其特征在于，所述步骤a6与步骤b5差值经过pi控制后输出d轴电压分量ud(k)；差值经过pi控制后输出q轴电压分量uq(k)的计算公式为：
5.根据权利要求1或4所述的基于零电流控制的铁氧体磁阻同步电机初始角检测方法，其特征在于，所述步骤a7与步骤b6中关于ud(k)和uq(k)经过低通滤波器滤波处理得到udr(k)和uqr(k)的计算公式为：
6.根据权利要求5所述的基于零电流控制的铁氧体磁阻同步电机初始角检测方法，其特征在于，所述步骤a8与步骤b8中关于udr(k)和uqr(k)经过反帕克变换得到α轴电压分量uα(k)和β轴电压分量uβ(k)的计算公式为：
7.根据权利要求1或5所述的基于零电流控制的铁氧体磁阻同步电机初始角检测方法，其特征在于，所述步骤a9和步骤b9中关于α轴电压分量uα(k)和β轴电压分量uβ(k)经过克拉克反变换获得abc相电压分量ua(k)、ub(k)、uc(k)的计算公式为：
8.根据权利要求7所述的基于零电流控制的铁氧体磁阻同步电机初始角检测方法，其特征在于，所述步骤a10和步骤b10中关于ua(k)、ub(k)、uc(k)通过spwm模块计算获得占空比输出da、db、dc到三相桥式逆变器中的计算公式为：
