[发明专利]电机的转子位置的推定装置和推定方法

说明书

本申请实施例提供一种电机的转子位置的推定装置和推定方法，该装置包括：高频电压发生器，向旋转状态下未启动的电机注入高频电压；高频电流提取单元，从电机的定子的电流中提取与高频电压具有相同频率的高频分量；第一旋转位置计算单元，根据电流的高频分量中的q轴电流的高频分量，计算电机的转子的第一旋转位置；注入能量计算单元，分别计算在高频电压注入的时间内，电流的高频分量中的d轴电流的正分量和负分量在定子的电阻上消耗的能量；补偿量计算单元，根据上述消耗的能量，确定转子的旋转位置的补偿量；第二旋转位置计算单元，其用于将第一旋转位置与补偿量相加，作为电机的转子的第二旋转位置。本申请能够快速推定转子的位置。

技术领域

本发明涉及机电控制领域，尤其涉及一种电机的转子位置的推定装置和推定方法。

背景技术

为了对同步电机进行矢量控制，最常用的方法是在电机的转子上安装传感器，但是，这些传感器增加了系统的成本，降低了系统的可靠性，并且限制了电机的使用场合。为了克服使用传感器带来的缺陷，针对无传感器电机控制方法的研究越来越广泛。

在无传感器电机的矢量控制中，转子在启动前的初始位置是一个很重要的量，如果初始位置估算得不准确，可能引起电机启动时发生反转或启动失败，也可能影响电机启动后的运行性能。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本发明的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本发明的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

发明内容

本申请的发明人发现，在现有技术中，需要在转子保持静止的情况下估算转子的初始位置，但是，在有些场景下，电机在启动前转子处于运动状态，例如，电机在未启动时转子由于受到外力作用或惯性而转动，此时，为了正确地启动电机，需要先使转子静止，然后估算转子的初始位置，这样，电机的启动时间延长，难以达到快速启动的效果。

本申请实施例提供一种电机的转子位置的推定装置和推定方法，通过向旋转状态下未启动的电机注入高频电压，根据电机对该高频电压的响应电流的幅值计算转子的估计位置，并根据正负响应电流的在信号注入时间内的消耗能量大小，对该估计位置进行判断并补偿，从而推定转子的位置。由此，本申请实施例能够在转子旋转且闭环矢量控制启动前，快速推定转子的位置，从而提高无传感器矢量控制的永磁同步电机在频繁启动或从被拖动状态再启动的状态等工况下启动的速度。

根据本申请实施例的第一方面，提供一种电机的转子位置的推定装置，所述装置包括：

高频电压发生器，其向旋转状态下未启动的电机注入高频电压，所述高频电压的频率位于PWM调制频率和电机速度响应频率之间；

高频电流提取单元，其用于从所述电机的定子的电流中提取与所述高频电压具有相同频率的高频分量；

第一旋转位置计算单元，其根据所述电流的高频分量中的q轴电流的高频分量，计算所述电机的转子的第一旋转位置；

注入能量计算单元，其分别计算在所述高频电压注入的时间内，所述电流的高频分量中的d轴电流的高频分量的正分量和负分量在所述定子的电阻上消耗的能量；

补偿量计算单元，根据上述消耗的能量，确定所述转子的旋转位置的补偿量；以及

第二旋转位置计算单元，其用于将所述第一旋转位置与所述补偿量相加，作为所述电机的转子的第二旋转位置。

根据本申请实施例的第二方面，提供一种电机的转子位置的推定方法，所述方法包括：

向旋转状态下未启动的电机注入高频电压，所述高频电压的频率位于PWM调制频率和电机速度响应频率之间；

从所述电机的定子的电流中提取与所述高频电压具有相同频率的高频分量；