[发明专利]基于脉振高频注入的永磁同步电机无传感器控制方法

摘要

本发明公开了一种脉振高频注入的永磁同步电机无传感控制方法，属于电机控制领域。步骤包括：高频信号发生器产生高频电压信号，并注入到估计的d轴坐标系中；电流传感器采样得到定子绕组电流ia、ib和ic，变换到与估计位置同步旋转的坐标系中得到d‑q轴电流id和iq；根据得到的iq，利用滑动平均滤波器提取位置误差信息，计算出转子位置估计值；根据得到的id，利用滑动平均滤波器计算电流幅值，判断转子磁极极性。该方法可以实现零速及低速时的位置辨识，信号处理过程省掉了带通滤波器和低通滤波器，提高了系统的稳定性和动静态性能；滑动平均滤波器易于数字实现，且仅仅需要完成窗口长度设计，因而简化了信号处理过程。

主权项

1.一种基于脉振高频注入的永磁同步电机无传感器控制方法，其特征在于，将脉振高频电压信号注入到电机中，采样定子绕组电流，从高频电流响应中估计出电机转子的位置与转速，包括以下步骤：步骤1，高频信号发生器产生高频电压信号vdh，并注入到估计的d轴坐标系中，vdh如下式所示：vdh＝Vhcosωht其中，Vh为高频电压幅值，ωh为高频电压角频率，t表示信号注入时间；步骤2，电流传感器采样得到定子绕组电流ia、ib和ic，变换到与估计位置同步旋转的坐标系中得到d轴定子绕组电流id和q轴定子绕组电流iq，其表达式为：其中，idf为d轴基波电流值，iqf为q轴基波电流值，Δθr为转子位置偏差值，△θr＝θr‑θest，θr为转子位置真实值，θest为转子位置估计值，L0为均值电感，L1为差分电感，L0＝(Ld+Lq)/2，L1＝(Ld‑Lq)/2，Ld为d轴电感，Lq为q轴电感；步骤3，根据步骤2得到的q轴定子绕组电流iq，计算出转子位置估计值θest；(1)将iq与sinωht相乘，乘积通过滑动平均滤波器MAF输出位置偏差信号ε(Δθr)，表示为：(2)将位置偏差信号ε(Δθr)作为比例积分调节器的输入，比例积分调节器输出得到转速估计值ωest，表示为：其中，Kp为比例项系数，Ki为积分项系数，s为拉普拉斯算子；(3)转速估计值ωest作为积分器的输入，积分器输出得到转子位置估计值θest，表示为：步骤4，根据步骤2得到的d轴定子绕组电流id，判断转子磁极极性，输出角度补偿值θestcom；(1)将id与sinωht相乘，乘积通过滑动平均滤波器MAF输出极性判断值ipol，表示为：(2)d轴基频电流指令值idref给定为0.1isn，其中isn为电机额定电流值，记录此时ipol的值为I1；(3)d轴基频电流指令值idref给定为0.6isn，记录此时ipol的幅值为I2；(4)比较I1和I2大小，若I1≥I2，角度补偿值θestcom表示为θestcom＝θest；若I1

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