[发明专利]一种基于串联电感坐标变换的三相电励磁双凸极电机初始位置估计法

摘要

本发明公布了一种基于串联电感坐标变换的三相电励磁双凸极电机初始位置估计无位置传感器技术，本发明根据三相电励磁双凸极电机两相电枢绕组同时导通的特点，通过仿真或者实验测得电机两两串联电枢绕组自感的波形，利用波形的对称性在三相X-Y-Z坐标系中进行逆时针旋转α电角度的坐标变换以及矢量运算，得到近似于正弦的两两串联电感波形并获取转子位置信息。该方法克服传统的各种初始位置判断无位置法无法精确获取转子具体角度，算法复杂等弊端，得到一种简便容易实现的无位置传感器控制策略，为电励磁双凸极电机灵活变换提前角度的可靠起动奠定了基础。

主权项

一种基于电感组合坐标变换的三相电励磁双凸极电机初始位置估计无位置传感器技术，其特征包括以下步骤：1)利用有限元软件建立精确的三相电励磁双凸极电机的模型或通过实际电机实验，在不加励磁电流情况下，仿真或实测得到三相电枢绕组两两串联自感之和：(La+Lb)，(Lb+Lc)，(Lc+La)；2)将步骤1)中得到的三个组合电感(La+Lb)，(Lb+Lc)，(Lc+La)看做互差120°电角度的矢量，矢量的模为它们在不同转子位置的幅值，各组合电感矢量分布在X‑Y‑Z坐标系中；3)将步骤2)中的X‑Y‑Z坐标系逆时针旋转α电角度得到新的坐标系x‑y‑z，对新的坐标系中三个组合电感矢量分析可知直流分量和3的倍数谐波分量都被滤除了；4)对步骤3)中x‑y‑z坐标系中的三个组合电感矢量的平方求和，并对x‑y‑z坐标系中的三个组合电感矢量的平方之和开2次根号，然后对开2次根号的值乘以一个系数得到一个常数值K，再用x‑y‑z坐标系中的三个组合电感矢量分别除以K即可得到新的组合电感矢量波形；5)步骤4)中新的组合电感矢量谐波含量很少，更加接近于正弦波，三个新的组合电感矢量可以表示为正弦函数的形式；6)对4)中新的组合电感矢量进行matlab仿真可得5)中正弦函数的幅值和相位；7)通过步骤1)、2)、3)、4)中组合电感值的变化关系，以及步骤6)中正弦函数的幅值和相位，还有机械角度和弧度之间的关系，可以确定转子具体的机械角度信息；8)分别对三相电励磁双凸极电机的A相上桥臂S1和B相下桥臂S6，B相上桥臂S3和C相下桥臂S2，C相上桥臂S5和A相下桥臂S4进行高频开关，通过计算得到静止时电机三个组合电感值(La+Lb)，(Lb+Lc)，(Lc+La)，并代入步骤7)中计算出此时电机转子具体机械角度值；根据以上步骤可以完成三相电励磁双凸极电机的初始转子位置判断，可以实现转子位置的精确定位，满足电机起动时优化开通提前角度控制。