[发明专利]飞轮永磁转子的位置确定方法、装置及电子设备

说明书

本发明提供了一种飞轮永磁转子的位置确定方法、装置及电子设备，该飞轮永磁转子设置于永磁同步电机上，该方法包括：向永磁同步电机中输入高频电压信号；采集永磁同步电机的初始三相电流，并对初始三相电流进行调整，得到三相电流，其中，三相电流是高频电压信号激发而生成的；将三相电流进行坐标变换，得到q轴电流和d轴电流；基于q轴电流和d轴电流进行低通滤波，得到低通滤波结果；根据低通滤波结果，确定飞轮永磁转子的位置。本发明通过将高频电压信号输入至位置跟踪观测器从而确定转子位置信息，此技术无需传感器介入，提高了转子位置确定的准确性及可行性，进而提高飞轮电机系统的可靠性。

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，尤其是涉及一种飞轮永磁转子的位置确定方法、装置及电子设备。

背景技术

永磁同步电机控制系统中定子绕组的控制状态取决于永磁转子的位置信息，所以转子位置的估计很关键，如果转子位置估计不准确就可能使电机发生速度振荡甚至失步。由于飞轮采用磁悬浮轴承，无法准确安装传感器，且不易维护性需保证系统的高可靠运行，因而采用无传感器控制技术是提高飞轮电机系统可靠性的有效途径。

目前，永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor，PMSM)的无传感器控制有很多方法：1)根据电压方程的开环算法；2)基于观测器基础上的闭环算法；3)基于信号注入的凸极饱和效应法。

但是，对于上述方法，由于受到测量噪声、积分初值还有直流偏移等实际因素的影响，当电机运行于低速状态下时很难进行准确的磁链观测；或者，由于永磁体的存在，导致了推导自适应所需的速度自适应律时需要进行一些适当的处理，这将导致误差较大；或者，由于滑模变结构控制自身的非线性特性，致使滑模观测器在电机的无传感器控制领域的应用仍存在一定的局限性。

发明内容

基于此，本发明的目的在于提供一种飞轮永磁转子的位置确定方法、装置及电子设备，以提高转子位置确定的准确性及可行性，进而提高飞轮电机系统的可靠性。

第一方面，本发明实施例提供了一种飞轮永磁转子的位置确定方法，飞轮永磁转子设置于永磁同步电机上，方法包括：向永磁同步电机中输入高频电压信号；采集永磁同步电机的初始三相电流，并对初始三相电流进行调整，得到三相电流，其中，三相电流是高频电压信号激发而生成的；将三相电流进行坐标变换，得到q轴电流和d轴电流；基于q轴电流和d轴电流进行低通滤波，得到低通滤波结果；其中，低通滤波结果与飞轮永磁转子的角度信号、第一比例值和永磁同步电机的低通滤波电流有关，第一比例值与高频电压信号正相关；根据低通滤波结果，确定飞轮永磁转子的位置。

进一步地，上述向永磁同步电机中输入高频电压信号的步骤，包括：向永磁同步电机的d轴的基波信号上输入高频电压信号；其中，高频电压信号为周期性的电压信号。

进一步地，上述对初始三相电流进行调整，得到三相电流的步骤，包括：对初始三相电流进行滤波处理、去噪处理及校正处理，得到三相电流。

进一步地，上述方法还包括：根据高频电压信号，确定q轴高频电流响应信息。

进一步地，上述方法还包括：根据q轴高频电流响应信息、q轴电流和d轴电流，确定q轴电流分量。

进一步地，上述基于q轴电流和d轴电流，得到低通滤波结果的步骤，包括：将q轴电流分量进行周期化处理和小误差近似处理，得到角度信号和低通滤波电流之间的关系。

进一步地，上述根据低通滤波结果，确定飞轮永磁转子的位置的步骤，包括：对低通滤波结果进行PI运算，得到永磁同步电机在零速和低速状态时的飞轮永磁转子的位置。

进一步地，上述方法还包括：根据飞轮永磁转子的位置，控制永磁同步电机的运行状态。