[发明专利]角度估算方法及装置、电机矢量控制方法及系统和电机

说明书

本发明实施例公开了一种基于霍尔传感器的角度估算方法及装置、电机矢量控制方法及系统和电机，依据转子的角速度以及空间矢量脉宽调制控制周期确定第一电角度增量；依据当前霍尔位置下的霍尔角度、前一空间矢量脉宽调制控制周期内的电角度，以及所述第一电角度增量确定电角度补偿量；将所述第一电角度增量和所述电角度补偿量之和确定为第二电角度增量；当所述前一空间矢量脉宽调制控制周期内的电角度与所述当前霍尔位置下的霍尔角度的差值小于或等于第一预设阈值时，确定当前空间矢量脉宽调制控制周期的电角度估算量为所述前一空间矢量脉宽调制控制周期内的电角度值与所述第二电角度增量之和。提高了电角度估算的准确性，提高了电机矢量控制精度。

技术领域

本发明涉及控制技术领域，更具体地说，特别涉及一种基于霍尔传感器的角度估算方法及装置、电机矢量控制方法及系统和电机。

背景技术

永磁同步电机因其结构简单、体积小、重量轻、损耗小、效率高等优点而得到广泛应用。其中，永磁同步电机矢量控制系统能够实现高精度、高动态性能、大范围的调速或定位控制，因此，永磁同步电机矢量控制系统引起了国内外学者的广泛关注。

矢量控制亦称磁场定向控制，其基本思路是：通过坐标变换实现模拟直流电机的控制方法来对永磁同步电机进行控制，其实现步骤如下：

根据定子磁场电角度将采集到的电机三相电流通过Clarke变换和Park变换进行解耦，得到按转子磁场定向的两个直流分量，分别为d轴电流Id(励磁电流分量)和q轴电流Iq(转矩电流分量)；

对两个直流分量进行PI调节，得到d轴电压Vd和q轴电压Vq；

对d轴电压Vd和q轴电压Vq进行Park逆变换和Clarke逆变换，得到三相电压；

对三相电压进行空间矢量脉宽调制实现矢量控制量输出，以控制永磁同步电机运行，达到矢量控制的目的。

其中，实现精确矢量控制的前提是获取转子磁场的准确位置，转子磁场的位置通常通过定子磁场电角度表征。传统的矢量控制方法中，较常用的一种电角度估算方法为基于霍尔传感器的电角度估算方法，但是该方法是根据上个电周期所需时间估算下个电周期里每个空间矢量脉宽调制(SVPWM)控制周期转子的电角度，该方法估算的电角度与实际电角度存在很大的误差，即准确性较低，因此，在霍尔信号跳变时，很容易导致绕组电流突变，使得电机的矢量控制精度低，电机易出现抖动、反转或失步现象。

因此，如何对定子磁场电角度进行估算以提高矢量控制精度成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种角度估算方法及装置、电机矢量控制方法及系统和电机，以提高矢量控制精度。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种基于霍尔传感器的角度估算方法，包括：

获取转子的角速度；

依据所述转子的角速度以及空间矢量脉宽调制控制周期确定第一电角度增量；

依据当前霍尔位置下的霍尔角度、前一空间矢量脉宽调制控制周期内的电角度，以及所述第一电角度增量确定电角度补偿量；

将所述第一电角度增量和所述电角度补偿量之和确定为第二电角度增量；

当所述前一空间矢量脉宽调制控制周期内的电角度与所述当前霍尔位置下的霍尔角度的差值小于或等于第一预设阈值时，确定当前空间矢量脉宽调制控制周期的电角度估算量为所述前一空间矢量脉宽调制控制周期内的电角度值与所述第二电角度增量之和。

上述方法，优选的，还包括：