[发明专利]一种内插式永磁同步电机转子位置信息提取方法

权利要求书

1.一种内插式永磁同步电机转子位置信息提取方法，其特征在于：包括转子位置信息实时提取和转子初始位置信息提取，其具体步骤如下所示：

转子位置信息实时提取：

S1、定义转子励磁绕组上的直角dq坐标系，原点O、纵轴q和横轴d以及定子A轴，其中，定子A轴与横轴d之间的夹角为θ；

S2、定义虚拟旋转坐标系，其中，坐标系与dq坐标系为同一原点O，且以原点O进行旋转，旋转角度小于θ，轴与A轴之间的夹角为

S3、得出两个坐标系的变换矩阵为：对于内插式永磁同步电机，其在dq坐标系下的磁链方程表示为：

S4、在电机定子侧注入高频电压激励信号，并由高频电流矢量产生的磁链方程为并将ψ_id,ψ_iq转换到虚拟旋转坐标系，则有并将高频电流分量转换到虚拟旋转坐标系下，得出

整理得出

其中，L_Σ＝(L_d+L_q)/2，L_Δ＝(L_q-L_d)/2；

S5、采用滑窗离散傅里叶变换进行高频电流分量幅值的提取，定义高频电流为一有限长数据序列，表示为i(m)，其长度为M，则其传统离散傅里叶变换为：其中：W_M＝e^-j2π/M，并将其展开得出进行两次采样，设第一次采样的M个数据为i(0))到i(M-1)，用数据列i₀表示；第二次采样的M个数据为i(1)到i(M)，用数据列i₁表示，分别对第一和第二次采样数据进行传统离散傅里叶变换，可得I₀(k)和I₁(k)分别为：

通过对前一时刻采样点数据的傅里叶变换进行加减法和一次复数乘法就可得到当前时刻采样点数据的傅里叶变换，即为：

转子初始位置信息提取：检测高频电流信号幅值，当检测到的高频电流信号幅值达到最大时，所对应的相位即为转子N极的位置θ_N，且将θ_N与转子夹角相比较，若二者相差小于90°，则提取出来的为实际转子位置角；若二者相差大于90°，则提取出来的为S级位置，并加上180°后才为实际转子位置角度。

2.根据权利要求1所述的一种内插式永磁同步电机转子位置信息提取方法，其特征在于：所述步骤S3中，磁链方程为其中ψ_d和ψ_q为定子磁链的dq轴分量；i_d和i_q为定子电流的dq轴分量；l_d和l_q分别为交直轴电感，ψ_f则为永磁励磁分量。

3.根据权利要求1所述的一种内插式永磁同步电机转子位置信息提取方法，其特征在于：所述步骤S4中，在电机定子侧注入高频电压激励信号，其中，注入高频电压的角速度远大于转子角速度。

4.根据权利要求1所述的一种内插式永磁同步电机转子位置信息提取方法，其特征在于：所述步骤S4中，磁链方程其中，ψ_id和ψ_iq为高频电流矢量产生的dq轴磁链分量；i_id和i_iq则为对应的高频电流分量。

5.根据权利要求1所述的一种内插式永磁同步电机转子位置信息提取方法，其特征在于：所述步骤S5中，其中通过设定特定的k值，即可读取特定频率的信号幅值。