【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本公開涉及一種電機(jī)領(lǐng)域，尤其涉及一種永磁同步電機(jī)操作方法和對應(yīng)的永磁同步電機(jī)。
技術(shù)介紹
1、在永磁同步電機(jī)(pmsm)控制過程中，為了使得在整個控制周期均可獲得最大轉(zhuǎn)矩輸出，常采用foc(field-oriented?control，磁定向矢量控制)對電機(jī)施加控制。foc控制中的park變換和反park變換均需要獲知轉(zhuǎn)子位置θ，檢測的轉(zhuǎn)子位置θ越接近真實(shí)位置，控制過程中的轉(zhuǎn)矩輸出才越接近最大轉(zhuǎn)矩輸出。
2、在某些應(yīng)用中，需要在無傳感器的情況下實(shí)現(xiàn)位置檢測和電機(jī)控制。由于低速和中高速位置檢測采用不同的檢測方法，因此在電機(jī)變速的過程中涉及位置檢測方法的切換。現(xiàn)有技術(shù)中，僅涉及由低速到高速的轉(zhuǎn)換，并且切換點(diǎn)存在電機(jī)抖動。
3、因此，需要一種改進(jìn)的永磁同步電機(jī)位置檢測方案。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本公開要解決的一個技術(shù)問題是提供一種永磁同步電機(jī)操作方法和永磁同步電機(jī)。具體地，本公開提出了一種低速采用高頻注入位置觀測、高速采用滑模觀測器位置觀測，并在從低速到高速的切換中線性減小高頻電壓注入幅值來減輕切換點(diǎn)的抖動。進(jìn)一步地，本公開還對電機(jī)的全速度范圍調(diào)速進(jìn)行了規(guī)劃、對電機(jī)由低速切換到高速和高速切換到低速的信號注入以及信號處理過程進(jìn)行了設(shè)計(jì)，使得電機(jī)在高低速切換點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)帶載平滑過渡。
2、根據(jù)本公開的第一個方面，提供了一種永磁同步電機(jī)操作方法，包括：注入高頻脈振電壓以通過提取高頻電流響應(yīng)獲取高頻注入觀測角度用于電機(jī)控制；在電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到第一閾值之前，開啟滑模觀測器
3、可選地，所述方法還包括：在所述高頻電壓的注入幅值線性減小至零的過程中，獲取注入高頻電壓的低頻響應(yīng)電流用于電流環(huán)運(yùn)算。
4、可選地，在所述高頻電壓的注入幅值線性減小至零的過程中，獲取注入高頻電壓的低頻響應(yīng)電流用于電流環(huán)運(yùn)算包括：在所述高頻電壓的注入幅值線性減小至零的過程中，記錄d軸注入電壓過零點(diǎn)時的響應(yīng)電流；以及計(jì)算相鄰過零點(diǎn)響應(yīng)電流的平均值作為所述低頻響應(yīng)電流用于電流環(huán)運(yùn)算。
5、可選地，所述方法還包括：在電機(jī)轉(zhuǎn)速不小于第一閾值時，使用所述滑模觀測下觀測角度用于電機(jī)控制；在判定電機(jī)轉(zhuǎn)速下降至第二閾值時，線性增加所述高頻電壓的注入幅值，其中，所述第二閾值小于所述第一閾值；以及在所述高頻電壓的注入幅值增加達(dá)到預(yù)定幅值后，使用所述高頻注入觀測角度用于電機(jī)控制。
6、可選地，所述方法還包括：在所述高頻電壓的注入幅值增加達(dá)到所述預(yù)定幅值后，關(guān)閉所述滑模觀測器。
7、可選地，所述方法還包括：在所述高頻電壓的注入幅值從零線性增加至所述預(yù)定幅值的過程中，獲取注入高頻電壓的低頻響應(yīng)電流用于電流環(huán)運(yùn)算。
8、可選地，所述方法還包括：在所述高頻電壓的注入幅值增加達(dá)到所述預(yù)定幅值時，將當(dāng)前的高速向低速切換時刻的滑模觀測下觀測角度作為所述高速向低速切換時刻的初始高頻注入觀測角度。
9、可選地，所述方法還包括：在所述高頻電壓的注入幅值增加達(dá)到所述預(yù)定幅值時，將所述滑模觀測器pi積分值作為所述高頻電壓注入的高速向低速切換時刻的初始速度。
10、可選地，在所述高頻電壓的注入幅值增加達(dá)到所述預(yù)定幅值時，將滑模觀測器pi積分值作為所述高頻電壓注入的高速向低速切換時刻的初始速度包括：采集所述高頻電壓的注入幅值增加達(dá)到所述預(yù)定幅值之前的n個滑模觀測器pi積分值；以及求取所述n個滑模觀測器pi積分值的平均值，作為所述高頻電壓注入的所述高速向低速切換時刻的初始速度。
11、可選地，在所述注入高頻脈振電壓以通過提取高頻電流響應(yīng)獲取高頻注入觀測角度用于電機(jī)控制的步驟之前，還包括：啟動所述電機(jī)，并且識別所述電機(jī)的初始位置并判斷所述電機(jī)的轉(zhuǎn)子極性。
12、根據(jù)本公開的第二個方面，提供了一種永磁同步電機(jī)操作方法，包括：注入高頻脈振電壓以通過提取高頻電流響應(yīng)獲取高頻注入觀測角度用于電機(jī)控制；在電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到第一閾值時，進(jìn)行從高頻電壓注入觀測到滑模觀測的切換；在電機(jī)轉(zhuǎn)速不小于所述第一閾值時，使用所述滑模觀測下觀測角度用于電機(jī)控制；在判定電機(jī)轉(zhuǎn)速下降至第二閾值時，進(jìn)行從所述滑模觀測到所述高頻電壓注入的切換；以及在電機(jī)轉(zhuǎn)速小于所述第二閾值時，使用高頻注入觀測角度用于電機(jī)控制，其中所述第二閾值小于所述第一閾值。
13、可選地，在電機(jī)轉(zhuǎn)速從所述第一閾值以上下降至所述第二閾值的過程中，使用所述滑模觀測下觀測角度用于電機(jī)控制；以及在電機(jī)轉(zhuǎn)速從所述第二閾值以下增加至所述第一閾值的過程中，使用所述高頻注入觀測角度用于電機(jī)控制。
14、可選地，在從所述高頻電壓注入到所述滑模觀測的切換中，將所述高頻電壓注入的注入幅值從預(yù)定幅值線性減小至零；以及以及從所述滑模觀測到所述高頻電壓注入的切換過程中，將所述高頻電壓注入的注入幅值從零線性增加至所述預(yù)定幅值。
15、根據(jù)本公開的第三個方面，提供了一種永磁同步電機(jī)，包括：電機(jī)；磁定向矢量控制模塊，用于對所述電機(jī)進(jìn)行控制，并且包括：高頻注入觀測器，用于注入高頻脈振電壓以通過提取高頻電流響應(yīng)獲取高頻注入觀測角度；滑模觀測器，用于進(jìn)行滑模觀測以獲取滑模觀測下觀測角度；以及切換模塊，用于執(zhí)行如第一方面或是第二方面所述的方法，以使用所述高頻注入觀測角度或是所述滑模觀測下觀測角度用于電機(jī)控制。
16、由此，本公開的操作方案尤其可以在從低速到高速的切換中通過線性減小高頻電壓注入幅值來減輕切換點(diǎn)的抖動。進(jìn)一步地，可以通過記錄電壓過零點(diǎn)時的峰值電壓來方便求取低頻電流以避免濾波器的使用，以減小運(yùn)算量。本公開還對從高速向低速的切換進(jìn)行了設(shè)計(jì)，通過設(shè)置與從低速向高速的切換點(diǎn)較之轉(zhuǎn)速更低的切換點(diǎn)避免連續(xù)切換導(dǎo)致的電機(jī)失控。進(jìn)一步地，本公開還在從高速向低速切換時，通過將滑模觀測角度和/或滑模觀測器pi積分值給高速向低速切換時刻的高頻電壓注入pi積分值賦初值，以實(shí)現(xiàn)高頻注入的瞬間收斂，實(shí)現(xiàn)平滑的降速轉(zhuǎn)換。
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1.一種永磁同步電機(jī)操作方法，包括：
2.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括：
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，在所述高頻電壓的注入幅值線性減小至零的過程中，獲取注入高頻電壓的低頻響應(yīng)電流用于電流環(huán)運(yùn)算包括：
4.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括：
5.如權(quán)利要求4所述的方法，還包括：
6.如權(quán)利要求4所述的方法，還包括：
7.如權(quán)利要求4所述的方法，還包括：
8.如權(quán)利要求4所述的方法，還包括：
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中，在所述高頻電壓的注入幅值增加達(dá)到所述預(yù)定幅值時，將滑模觀測器PI積分值作為所述高頻電壓注入的高速向低速切換時刻的初始速度包括：
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，在所述注入高頻脈振電壓以通過提取高頻電流響應(yīng)獲取高頻注入觀測角度用于電機(jī)控制的步驟之前，還包括：
11.一種永磁同步電機(jī)操作方法，包括：
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其中
14.一種永磁同步電機(jī)，包括
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種永磁同步電機(jī)操作方法，包括：
2.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括：
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，在所述高頻電壓的注入幅值線性減小至零的過程中，獲取注入高頻電壓的低頻響應(yīng)電流用于電流環(huán)運(yùn)算包括：
4.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括：
5.如權(quán)利要求4所述的方法，還包括：
6.如權(quán)利要求4所述的方法，還包括：
7.如權(quán)利要求4所述的方法，還包括：
8.如權(quán)利要求4所述的方法，還包括：
9....
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張倫，王聰，楊慶慶，李龍劍，崔介兵，楊甜戈，余冬至，劉中陽，
申請(專利權(quán))人：合肥格易集成電路有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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