[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

说明书

本发明公开了一种内插式永磁同步电机转子位置信息提取方法，包括转子位置信息实时提取和转子初始位置信息提取，本发明结构科学合理，使用安全方便，通过采用滑窗频谱算法的作用，对前一时刻采样点数据的傅里叶变换进行简单的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，大幅降低运算量且易于提取特定频率次信号的幅值，有效提取高频电流信号幅值、实时提取转子位置信息，同时，通过所提取高频电流信号的幅值判断，可得到永磁同步电机的初始位置信息，解决了反电势法无法有效提起转子初始位置的问题，通过搭建小功率实验平台的作用，完成了不同转速下的转子位置辨识验证及转子初始位置精准度测试。

技术领域

本发明涉及内插式永磁同步电机技术领域，具体为一种内插式永磁同步电机转子位置信息提取方法置。

背景技术

近年来，随着电力电子技术、微电子技术、新型电机控制理论和稀土永磁材料的快速发展，永磁同步电动机得以迅速的推广应用，永磁同步电动机具有体积小，损耗低，效率高等优点，而转子位置信息的实时有效提取是永磁同步电机是高效可靠运行的前提，现有技术中，实时获取转子位置信息时，运算量大，提取特定频率次信号的幅值困难，运算成本较高，且利用反电势法无法有效提起转子初始位置的问题，所以急需一种内插式永磁同步电机转子位置信息提取方法来解决上述问题。

发明内容

本发明提供一种内插式永磁同步电机转子位置信息提取方法，可以有效解决上述背景技术中提出现有技术中，实时获取转子位置信息时，运算量大，提取特定频率次信号的幅值困难，运算成本较高，且利用反电势法无法有效提起转子初始位置的问题的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种内插式永磁同步电机转子位置信息提取方法，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：