[发明专利]一种提高永磁同步电机转子位置估计精度的方法

说明书

本发明公开了一种提高永磁同步电机转子位置估计精度的方法，该方法在利用脉振高频电压注入法实现永磁同步电机转子位置估计的基础上，对所提取的位置估计误差函数进行处理，消除其中由于电机参数不对称所引入的2次谐波成分，得到处理后的位置估计误差函数，然后建立锁相环将其调整到0，得到估计转子速度和估计转子位置。该方法能有效抑制由电机参数不对称引起的位置估计2次谐波误差，提高无位置传感器控制系统性能。

技术领域

本发明涉及电机控制领域，特别是一种提高永磁同步电机转子位置估计精度的方法。

背景技术

永磁同步电机凭借其体积小、重量轻、功率因素高以及控制性能优越等特点得到了广泛的工业应用。转子位置是永磁同步电机实现矢量控制时不可或缺的信息，光电编码器、旋转变压器等机械式位置传感器增加了控制系统的体积、重量和成本，因此永磁同步电机无位置传感器控制技术得到了广泛关注。其中，脉振高频电压注入法实现简单、鲁棒性好，且适用于零、低速场合，因此吸引力大批学者对其展开研究。

转子位置估计精度是考量一个无位置控制系统性能的重要指标。当电机三相电阻或电感不对称时，采用脉振高频电压注入法得到的估计转子位置存在2次谐波误差。该谐波误差的存在降低了转子位置估计精度，同时也限制了无位置传感器控制性能的提升，因此有必要对其进行消除。P.L.Xu and Z.Q.Zhu,“Carrier signal injection-basedsensorless control for permanent-magnet synchronous machine drivesconsidering machine parameter asymmetry,”IEEE Trans.Ind.Electron.,vol.63,no.5,pp.2813-2824,May.2016.提出一种基于双重信号注入的转子位置估计误差2次谐波抑制方法，在直轴注入两个不同频率的信号，并且保证两个注入信号的幅值与频率比一致。对其中一个信号进行调制，得到与电机参数不对称相关的偏差量，用它来补偿另一个信号调制过程中的位置估计误差信息，该方法有效抑制了估计位置中的2次谐波分量，但由于需要注入两个不同频率的信号，这明显增加了系统的运算负担和复杂性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足而提供一种提高永磁同步电机转子位置估计精度的方法，能有效抑制估计转子位置中的2次谐波误差，提高转子位置估计精度。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

根据本发明提出的一种提高永磁同步电机转子位置估计精度的方法，包括以下步骤：

步骤A、采用脉振高频电压注入法获取位置估计误差信息；

步骤B、对所提取的位置估计误差信息进行调制，先得到补偿信息，将位置估计误差信息与补偿信息作差，得到处理后的位置估计误差信息；

步骤C、建立锁相环，将处理后的位置估计误差信息调整到0，得到估计转子速度和估计转子位置；

步骤D、根据估计d轴和q轴的电流给定值与电流响应，得到估计d轴和q轴电压；

步骤E、重复步骤A至步骤D，直到电机停止运行。

作为本发明所述的一种提高永磁同步电机转子位置估计精度的方法进一步优化方案，所述步骤A具体如下：

步骤A.1、在估计转子同步旋转坐标系的d轴注入高频余弦电压U_h cos(ω_ht)，其中，U_h为在d轴注入高频电压的幅值，ω_h为在d轴注入高频电压的频率，t表示当前时刻；

步骤A.2、对估计d轴电压和估计q轴电压进行派克逆变换，得到两相静止α-β坐标系下的电压u_α和u_β，再采用空间矢量脉宽调制得到三相逆变器的六路开关信号，驱动永磁同步电机；