[发明专利]一种内置式永磁同步电机无位置传感器矢量控制装置

摘要

一种内置式永磁同步电机无位置传感器矢量控制装置，属于电机控制领域，本发明为解决负载扰动过程中引起过大的位置观测误差，位置观测值收敛到S极方向而引起系统失控，不能够有效地改善内置式永磁同步电机无位置传感器低速运行控制性能的问题。本发明包括转速控制器单元、第一电流控制器单元、第二电流控制器单元、高频电压信号生成单元、直轴电压叠加单元、坐标旋转反变换单元、功率变换器单元、低通滤波器单元、三相到两相坐标变换单元、坐标旋转变换单元、高频电流信号处理单元、转子位置观测器单元、转速计算单元和电流检测传感器，本发明的控制装置能避免位置观测值收敛到S极方向而引起系统失控。

主权项

一种内置式永磁同步电机无位置传感器矢量控制装置，其特征在于，它包括转速控制器单元(100)、第一电流控制器单元(101)、第二电流控制器单元(102)、高频电压信号生成单元(103)、直轴电压叠加单元(104)、坐标旋转反变换单元(105)、功率变换器单元(106)、低通滤波器单元(108)、三相到两相坐标变换单元(109)、坐标旋转变换单元(110)、高频电流信号处理单元(111)、转子位置观测器单元(112)、转速计算单元(113)和电流检测传感器(114)，转速给定指令信号A1与转速估计值B1经过转速控制器单元(100)后，输出交轴转矩电流给定值D1，所述交轴转矩电流给定值D1与交轴定子电流分量E1通过第一电流控制器单元(101)进行调节，输出交轴电压给定信号K1；直轴电流给定指令G1与直轴定子电流分量F1通过第二电流控制器单元(102)进行调节，输出直轴电压控制信号J1；高频电压信号生成单元(103)根据注入信号频率和幅值输出高频电压信号H1，所述高频电压信号H1与所述直轴电压控制信号J1通过直轴电压叠加单元(104)得到最终直轴电压给定信号L1；交轴电压给定信号K1和最终直轴电压给定信号L1经坐标旋转反变换单元(105)调节后输出静止坐标系下的定子电压给定信号N1，所述静止坐标系下的定子电压给定信号N1经过功率变换器单元(106)放大后驱动内置式永磁同步电机(107)工作；电流检测传感器(114)对内置式永磁同步电机(107)的定子电流进行检测得到电流采样信号O1，通过低通滤波器单元(108)对电流采样信号O1进行滤波后得到三相基频定子电流信号P1，所述三相基频定子电流信号P1经过三相到两相坐标变换单元(109)进行变换后得到两相静止坐标系下的电流信号Q1，所述两相静止坐标系下的电流信号Q1再经过坐标旋转变换单元(110)后，得到两相旋转坐标系下的交轴定子电流分量E1和直轴定子电流分量F1，交轴定子电流分量E1输入到第一电流控制器单元(101)作为转矩电流反馈值，直轴定子电流分量F1输入到第二电流控制器单元(102)作为直轴电流反馈信号；所述定子电流采样信号O1还经过高频电流信号处理单元(111)调节后得到转子位置误差信号R1，转子位置误差信号R1、交轴定子电流分量E1和直轴定子电流分量F1经过转子位置观测器单元(112)调节后得到转子磁极位置观测值C1，所述转子磁极位置观测值C1再经过转速计算单元(113)调节后得到转速估计值B1，转速估计值B1输入到转速控制器单元(100)作为转反馈信号；转子磁极位置观测值C1还输入到坐标旋转反变换单元(105)和坐标旋转变换单元(110)，为坐标变换提供转子位置角度信息。