[发明专利]基于高频脉振注入法的PMSM转速提取方法

权利要求书

1.基于高频脉振注入法的PMSM转速提取方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、通过电流传感器采集基于高频脉振注入法下永磁同步电机的三相电流；

S2、将三相电流转换为αβ静止坐标系的电流；

S3、解调并通过低通滤波器得到与转角位置有关的响应电流信号；

S4、通过解调电流得到估计的永磁同步电机的转角信号；

S5、根据得到的转角信号得到估计转速，从而提取转速信息；

其中，步骤S3的具体步骤包括：

在估计的dq两相同步旋转坐标系下注入的高频脉振电压与αβ静止坐标系的高频响应电流满足以下关系：

式中，i_αh为α相高频响应电流，i_βh为β相高频响应电流，T表示矩阵，θ_me为永磁同步电机的转角值，U_h表示注入的电压幅值，ω_h表示注入电压的角频率，t为时间，T(θ_me/Δθ)的表达式为

式中，θ_e表示实际转角值，Δθ表示估计的dq坐标轴与实际dq坐标轴之间的夹角，L_d、L_q分别表示直交轴的电感；

对高频响应电流乘一个sin(ω_ht)的高频信号进行解调并通过低通滤波器后，得到与转角位置有关的响应电流信号如下：

表示由高频响应电流解调低通后的电流成分。

2.根据权利要求1所述的基于高频脉振注入法的PMSM转速提取方法，其特征在于，步骤S1的具体步骤包括：

S11、建立基于SVPWM的永磁同步电机矢量控制仿真模型和实验平台，并在d轴注入高频电压信号；

S12、在所述永磁同步电机的逆变器输出端安装3个霍尔式电流传感器，并将霍尔式电流传感连接数据采集器；

S13、设置采样参数后，进行采样，记最终采集的三相电流时域信号为i_a、i_b、i_c。

3.根据权利要求2所述的基于高频脉振注入法的PMSM转速提取方法，其特征在于，所述采样参数包括采样频率f_s和采样时间间隔Δt，其中，Δt＝1/f_s。

4.根据权利要求1所述的基于高频脉振注入法的PMSM转速提取方法，其特征在于，步骤S2的具体步骤包括：

S21、对于采集到的三相电流信号i_a、i_b、i_c,应用Clark坐标变换将三相电流转换为αβ静止坐标系的电流：

式中，i_α、i_β分别代表αβ静止坐标系下的α、β相电流。

5.根据权利要求1所述的基于高频脉振注入法的PMSM转速提取方法，其特征在于，步骤S4中，通过反正切的三角变换得到估计的永磁同步电机的转角值，变化公式如下：

6.根据权利要求1所述的基于高频脉振注入法的PMSM转速提取方法，其特征在于，步骤S4中，通过比较电流绝对值的大小，将大值作为分母后进行反正切或反余切进行转角求解优化。

7.根据权利要求1所述的基于高频脉振注入法的PMSM转速提取方法，其特征在于，通过交叉饱和效应补偿来缩小转角误差。