永磁同步電機無位置傳感器控制方法和裝置制造方法及圖紙

本申請公開了永磁同步電機無位置傳感器控制方法和裝置，該方法包括：確定d?q坐標系下的電流型定子磁鏈，再以上一次估算出的轉子位置作為位置信息對所述電流型定子磁鏈進行反Park變換，得到α?β坐標系下的電流型定子磁鏈；利用引入有模型偏差補償控制量的電壓型定子磁鏈估算模型，估算出α?β坐標系下的電壓型定子磁鏈，該補償控制量是所述電流型定子磁鏈與上一次估算出的電壓型定子磁鏈之間的偏差經過調節器調節后的輸出量；根據所述電壓型定子磁鏈，得到d?q坐標系下的轉子磁鏈；利用鎖相環將所述轉子磁鏈的q軸分量鎖定為零，估算出永磁同步電機的轉子位置和速度信息，從而實現了在全速度范圍內都獲得高精度的轉子位置和速度信息。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及電機控制
，更具體地說，涉及永磁同步電機無位置傳感器控制方法和裝置。
技術介紹
永磁同步電機調速控制系統需要獲取精確的轉子位置和速度信息作為反饋量以形成閉環控制。但利用高精度的位置傳感器來直接測量轉子位置和速度信息，不僅增加了系統成本，還降低了系統穩定性。為克服位置傳感器的上述缺點，永磁同步電機無位置傳感器控制技術應運而生。永磁同步電機無位置傳感器控制技術，是指利用適當的算法來估算出轉子位置和速度信息，從而取代位置傳感器的技術。目前，比較成熟的算法有反電動勢直接計算法、高頻信號注入法、觀測器法等，但這些算法都存在同樣的缺陷，就是在零速和低速段精度差，因而難以在全速度范圍內都獲得高精度的轉子位置和速度信息。
技術實現思路
有鑒于此，本專利技術提供了永磁同步電機無位置傳感器控制方法和裝置，以實現在全速度范圍內都獲得高精度的轉子位置和速度信息。一種永磁同步電機無位置傳感器控制方法，包括：確定d-q坐標系下的電流型定子磁鏈；對所述d-q坐標系下的電流型定子磁鏈進行反Park變換，得到α-β坐標系下的電流型定子磁鏈；其中，所述進行反Park變換時所用位置信號為上一次估算出的永磁同步電機轉子位置；利用引入有模型偏差補償控制量的電壓型定子磁鏈估算模型，估算出α-β坐標系下的電壓型定子磁鏈；其中，所述模型偏差補償控制量是所述α-β坐標系下的電流型定子磁鏈與上一次估算出的α-β坐標系下的電壓型定子磁鏈之間的偏差經過調節器調節后的輸出量；根據所述α-β坐標系下的電壓型定子磁鏈，得到d-q坐標系下的轉子磁鏈；利用鎖相環將所述轉子磁鏈的q軸分量鎖定為零，估算出永磁同步電機的轉子位置和速度信息。其中，所述確定d-q坐標系下的電流型定子磁鏈，包括：利用電流型定子磁鏈估算模型，估算出d-q坐標系下的電流型定子磁鏈；所述電流型定子磁鏈估算模型為式中，和分別為電流型定子磁鏈在d、q軸的分量；id和iq分別為d、q軸采樣電流；Ld和Lq分別為d、q軸電感；ψr為永磁體磁鏈。其中，所述引入有模型偏差補償控制量的電壓型定子磁鏈估算模型為式中，和分別為電壓型定子磁鏈在α、β軸的分量；uα和uβ分別為α、β軸指令電壓；Rs為定子電阻；iα和iβ分別為α、β軸采樣電流；ucom_α和ucom_β分別為ucom在α、β軸的分量；ucom為所述α-β坐標系下的電流型定子磁鏈與上一次估算出的α-β坐標系下的電壓型定子磁鏈之間的偏差經過調節器調節后的輸出量，作為所述模型偏差補償控制量。其中，所述根據所述α-β坐標系下的電壓型定子磁鏈，得到d-q坐標系下的轉子磁鏈，包括：根據所述α-β坐標系下的電壓型定子磁鏈，估算出α-β坐標系下的轉子磁鏈；對所述α-β坐標系下的轉子磁鏈作Park變換，得到d-q坐標系下的轉子磁鏈。其中，所述根據所述α-β坐標系下的電壓型定子磁鏈，估算出α-β坐標系下的轉子磁鏈，包括：將所述α-β坐標系下的電壓型定子磁鏈輸入轉子磁鏈估算模型，估算出α-β坐標系下的轉子磁鏈；所述轉子磁鏈估算模型為式中，ψrα和ψrβ分別為轉子磁鏈在α、β軸的分量；和分別為電壓型定子磁鏈在α、β軸的分量；ψrα_diff和ψrβ_diff為對Var_L·i在d、q軸的分量Var_Ldid和Var_Lqiq作反Park變換后得到的α、β軸分量；Var_L·i為定子電流與電感的乘積通過低通濾波器后的值；為所述上一次估算出的永磁同步電機轉子位置。一種永磁同步電機無位置傳感器控制裝置，包括：電流型定子磁鏈估算單元，用于確定d-q坐標系下的電流型定子磁鏈；對所述d-q坐標系下的電流型定子磁鏈進行反Park變換，得到α-β坐標系下的電流型定子磁鏈；其中，所述進行反Park變換時所用位置信號為上一次估算出的永磁同步電機轉子位置；電壓型定子磁鏈估算單元，用于利用引入有模型偏差補償控制量的電壓型定子磁鏈估算模型，估算出α-β坐標系下的電壓型定子磁鏈；其中，所述模型偏差補償控制量是所述α-β坐標系下的電流型定子磁鏈與上一次估算出的α-β坐標系下的電壓型定子磁鏈之間的偏差經過調節器調節后的輸出量；轉子磁鏈估算單元，用于根據所述α-β坐標系下的電壓型定子磁鏈，得到d-q坐標系下的轉子磁鏈；鎖相單元，用于利用鎖相環將所述轉子磁鏈的q軸分量鎖定為零，估算出永磁同步電機的轉子位置和速度信息。其中，所述電流型定子磁鏈估算單元具體用于利用電流型定子磁鏈估算模型，確定d-q坐標系下的電流型定子磁鏈；所述電流型定子磁鏈估算模型為式中，和分別為電流型定子磁鏈在d、q軸的分量；id和iq分別為d、q軸采樣電流；Ld和Lq分別為d、q軸電感；ψr為永磁體磁鏈。其中，所述引入有模型偏差補償控制量的電壓型定子磁鏈估算模型為式中，和分別為電壓型定子磁鏈在α、β軸的分量；uα和uβ分別為α、β軸指令電壓；Rs為定子電阻；iα和iβ分別為α、β軸采樣電流；ucom_α和ucom_β分別為ucom在α、β軸的分量；ucom為所述α-β坐標系下的電流型定子磁鏈與上一次估算出的α-β坐標系下的電壓型定子磁鏈之間的偏差經過調節器調節后的輸出量，作為所述模型偏差補償控制量。其中，所述轉子磁鏈估算單元，具體用于根據所述α-β坐標系下的電壓型定子磁鏈，估算出α-β坐標系下的轉子磁鏈；以及對所述α-β坐標系下的轉子磁鏈作Park變換，得到d-q坐標系下的轉子磁鏈。其中，所述轉子磁鏈估算單元具體用于將所述α-β坐標系下的電壓型定子磁鏈輸入轉子磁鏈估算模型，估算出α-β坐標系下的轉子磁鏈；所述轉子磁鏈估算模型為式中，ψrα和ψrβ分別為轉子磁鏈在α、β軸的分量；和分別為電壓型定子磁鏈在α、β軸的分量；ψrα_diff和ψrβ_diff為對Var_L·i在d、q軸的分量Var_Ldid和Var_Lqiq作反Park變換后得到的α、β軸分量；Var_L·i為定子電流與電感的乘積通過低通濾波器后的值；為所述上一次估算出的永磁同步電機轉子位置。從上述的技術方案可以看出，本專利技術將電壓、電流型定子磁鏈觀測相結合計算得到轉子磁鏈，并利用鎖相環將所述轉子磁鏈的q軸分量鎖定為零，由于q軸分量為零時對應的轉子位置和速度信息是準確的，因而本專利技術能夠在全速度范圍內都獲得高精度的轉子位置和速度信息。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本專利技術實施例公開的一種永磁同步電機無位置傳感器控制方法流程圖；圖2為與圖1對應的永磁同步電機無位置傳感器控制方框圖；圖3為本專利技術實施例公開的一種永磁同步電機無位置傳感器控制裝置結構示意圖。具體實施方式下面將結合本專利技術實施例中的附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦＠夹g中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。參見圖1，本專利技術實施例公開了一種永磁同步電機無位置傳感器控制方法，以實現在全速度范圍內都獲得高精度的轉子位置和速度信息，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種永磁同步電機無位置傳感器控制方法，其特征在于，包括：確定d?q坐標系下的電流型定子磁鏈；對所述d?q坐標系下的電流型定子磁鏈進行反Park變換，得到α?β坐標系下的電流型定子磁鏈；其中，所述進行反Park變換時所用位置信號為上一次估算出的永磁同步電機轉子位置；利用引入有模型偏差補償控制量的電壓型定子磁鏈估算模型，估算出α?β坐標系下的電壓型定子磁鏈；其中，所述模型偏差補償控制量是所述α?β坐標系下的電流型定子磁鏈與上一次估算出的α?β坐標系下的電壓型定子磁鏈之間的偏差經過調節器調節后的輸出量；根據所述α?β坐標系下的電壓型定子磁鏈，得到d?q坐標系下的轉子磁鏈；利用鎖相環將所述轉子磁鏈的q軸分量鎖定為零，估算出永磁同步電機的轉子位置和速度信息。

【技術特征摘要】
1.一種永磁同步電機無位置傳感器控制方法，其特征在于，包括：確定d-q坐標系下的電流型定子磁鏈；對所述d-q坐標系下的電流型定子磁鏈進行反Park變換，得到α-β坐標系下的電流型定子磁鏈；其中，所述進行反Park變換時所用位置信號為上一次估算出的永磁同步電機轉子位置；利用引入有模型偏差補償控制量的電壓型定子磁鏈估算模型，估算出α-β坐標系下的電壓型定子磁鏈；其中，所述模型偏差補償控制量是所述α-β坐標系下的電流型定子磁鏈與上一次估算出的α-β坐標系下的電壓型定子磁鏈之間的偏差經過調節器調節后的輸出量；根據所述α-β坐標系下的電壓型定子磁鏈，得到d-q坐標系下的轉子磁鏈；利用鎖相環將所述轉子磁鏈的q軸分量鎖定為零，估算出永磁同步電機的轉子位置和速度信息。2.根據權利要求1所述的永磁同步電機無位置傳感器控制方法，其特征在于，所述確定d-q坐標系下的電流型定子磁鏈，包括：利用電流型定子磁鏈估算模型，估算出d-q坐標系下的電流型定子磁鏈；其中，所述電流型定子磁鏈估算模型為ψsdiψsqi=Ldid+ψrLqiq]]>式中，和分別為電流型定子磁鏈在d、q軸的分量；id和iq分別為d、q軸采樣電流；Ld和Lq分別為d、q軸電感；ψr為永磁體磁鏈。3.根據權利要求1所述的永磁同步電機無位置傳感器控制方法，其特征在于，所述引入有模型偏差補償控制量的電壓型定子磁鏈估算模型為ψsαv=∫(uα-Rs·iα-ucom_α)dtψsβv=∫(uβ-Rs·iβ-ucom_β)dt]]>式中，和分別為電壓型定子磁鏈在α、β軸的分量；uα和uβ分別為α、β軸指令電壓；Rs為定子電阻；iα和iβ分別為α、β軸采樣電流；ucom_α和ucom_β分別為ucom在α、β軸的分量；ucom為所述α-β坐標系下的電流型定子磁鏈與上一次估算出的α-β坐標系下的電壓型定子磁鏈之間的偏差經過調節器調節后的輸出量，作為所述模型偏差補償控制量。4.根據權利要求1所述的永磁同步電機無位置傳感器控制方法，其特征在于，所述根據所述α-β坐標系下的電壓型定子磁鏈，得到d-q坐標系下的轉子磁鏈，包括：根據所述α-β坐標系下的電壓型定子磁鏈，估算出α-β坐標系下的轉子磁鏈；對所述α-β坐標系下的轉子磁鏈作Park變換，得到d-q坐標系下的轉子磁鏈。5.根據權利要求4所述的永磁同步電機無位置傳感器控制方法，其特征在于，所述根據所述α-β坐標系下的電壓型定子磁鏈，估算出α-β坐標系下的轉子磁鏈，包括：將所述α-β坐標系下的電壓型定子磁鏈輸入轉子磁鏈估算模型，估算出α-β坐標系下的轉子磁鏈；其中，所述轉子磁鏈估算模型為ψrαψrβ=ψrαvψrβv-ψrα_diffψrβ_diffψrα_diffψrβ_diff=cos(θψr)-sin(θψr)sin(θψr)cos(θψr)·Var_LdidVar_Lqiq]]>式中，ψrα和ψrβ分別為轉子磁鏈在α、β軸的分量；和分別為電壓型定子磁鏈在α、β軸的分量；ψrα_diff和ψrβ_dif為對Var_L·i在d、q軸的分量Var_Ldid和Var_Lqiq作反Park變換后得到的α、β軸分量；Var_L·i為定子電流與電感的乘積通過低通濾波器后的值；為所述上一次估算出的永磁同步電機...

【專利技術屬性】
技術研發人員：于安博，楊晗，顧亦磊，
申請(專利權)人：陽光電源股份有限公司，
類型：發明
國別省市：安徽;34