[发明专利]共直流母线开绕组永磁同步电机转子位置辨识方法

权利要求书

1.一种共直流母线开绕组永磁同步电机转子位置辨识方法，其特征在于，在电机正常工作情况下，电流传感器采样得到三相绕组电流i_a、i_b和i_c，然后计算出零序电流i₀，最后从零序电流中提取转子估计位置包括以下步骤：

步骤1，电流传感器采样电机三相绕组电流i_a、i_b和i_c，计算零序电流i₀，其计算式如下：

步骤2，根据步骤1得到的零序电流i₀，通过带有锁频环的广义二阶积分器得到目标电流i₀^*、正交电流i_q0^*及当前周期电机转速估计值其步骤如下：

步骤2.1，将零序电流i₀和上一周期目标电流i₀'作差处理得到电流差值信号ε_i，计算公式如下：

ε_i＝i₀-i′₀

步骤2.2，将步骤2.1得到的电流差值信号ε_i乘以上一周期正交电流i_q0'和锁频环增益系数-γ得到转速加速度信号ε_γ，表达式如下：

ε_γ＝ε_i×i_q0′×(-γ)

将ε_γ通过积分器得到当前周期电机转速估计值表达式如下：

其中，t为时间信号,C为积分器初始值；

步骤2.3，将步骤2.1得到的电流差值信号ε_i乘以系数k，减去上一周期正交电流i_q0'，得到正交电流差值信号ε_qi，表达式如下：

ε_qi＝k×ε_i-i_q0′

将正交电流差值信号ε_qi乘以上一周期电机转速估计值并将得到的结果作为积分器的输入，得到目标电流i₀^*，表达式如下：

步骤2.4，将步骤2.3得到的目标电流i₀^*乘以上一周期电机转速估计值并将得到的结果作为积分器的输入，得到正交电流i_q0^*，表达式如下：

步骤2.1～步骤2.4中，所述的积分器为带有锁频环的广义二阶积分器，积分器G_I(s)的表达式为：s为拉普拉斯算子；

步骤3，根据步骤2得到的目标电流i₀^*和正交电流i_q0^*，通过外差法的方式提取位置偏差信号ε；

步骤4，根据步骤3得到的位置偏差信号ε，通过锁相环PLL得到电机当前周期转子位置估计值

步骤5，根据步骤4得到的当前周期转子位置估计值计算得到转子估计位置

2.根据权利要求1所述的一种共直流母线开绕组永磁同步电机转子位置辨识方法，其特征在于，步骤3所述通过外差法的方式提取位置偏差信号ε的计算式如下：

其中，为上一周期转子位置估计值，LPF是低通滤波器的表达式，式中，s为拉普拉斯算子，ξ为阻尼比，G₀为低通滤波器增益，ω_n为自然频率。

3.根据权利要求1所述的一种共直流母线开绕组永磁同步电机转子位置辨识方法，其特征在于，步骤4所述通过锁相环PLL得到电机当前周期转子位置估计值的步骤如下：

步骤4.1，调节PI控制器的参数使得位置偏差信号ε收敛到0，其输出即为电机转速差值信号△ω，PI控制器G_PI(s)的表达式如下：

其中，s为拉普拉斯算子，k_p为PI控制器比例项系数，k_i为PI控制器积分项系数；

步骤4.2，将步骤4.1得到的电机转速差值信号△ω加上当前周期电机转速估计值得到电机真实转速ω，表达式如下：

将电机真实转速ω作为积分器的输入，积分器的输出即为电机当前周期转子位置估计值

所述的积分器为带有锁频环的广义二阶积分器，积分器G_I(s)的表达式为：