[发明专利]无传感器永磁同步电机的参数辨识控制装置及控制方法

摘要

无传感器永磁同步电机的参数辨识控制装置及控制方法，属于无传感器永磁同步电机控制技术领域。它解决了现有永磁同步电机的无位置控制方法无法实现电机运行在转速范围内时，对参数进行辨识的问题。它通过控制策略和控制方法的改进来实现无位置传感器永磁同步电机各个速度阶段的参数辨识。在中高速阶段，通过构造电路，实现对输入量的模型化，得到输出参数；在低速零速阶段，通过对模型输入参数的精确化，实现模型输出量的精确化，本发明采用三闭环控制，在参数辨识过程中根据转速的高低切换系统的工作模式。本发明适用于无传感器永磁同步电机的参数辨识。

主权项

1.一种无传感器永磁同步电机的参数辨识控制装置，它包括永磁同步电机(11)，其特征在于：它还包括位置传感器(1)、速度控制器(2)、d轴电流控制器(3)、q轴电流控制器(4)、第一Park变换电路(5-1)、第二Park变换电路(5-2)、逆Park变换电路(6)、第一Clark变换电路(7-1)、第二Clark变换电路(7-2)、空间矢量脉宽调制电路(8)、逆变器(9)、电流互感器(10)、电压传感器(12)、低速参数辨识电路(13)、第一LC滤波电路(14-1)、第二LC滤波电路(14-2)、高速参数辨识电路(15)、电阻解耦电路(16)、磁链解耦电路(17)、转速解耦电路(18)、运放积分电路(19)和比较电路(20)，电机转子位置给定值θ_ref与运放积分电路(19)输出的电机转子位置观测值相比较的差值输入给位置传感器(1)，位置传感器(1)输出的电机转子转速给定信号值ω_ref与转速解耦电路(18)输出的电机转子转速估算信号值ω_back相比较的差值输入给速度控制器(2)，速度控制器(2)输出的q轴电流给定值i_q^*与第一Park变换电路(5-1)输出的q轴电流实际值i_q相比较的差值输入给q轴电流控制器(4)，q轴电流控制器(4)的q轴电压信号输出端连接逆Park变换电路(6)的q轴电压信号输入端；d轴电流给定值i_d^*与第一Park变换电路(5-1)输出的d轴电流实际值i_d相比较的差值输入给d轴电流控制器(3)，d轴电流控制器(3)的d轴电压信号输出端连接逆Park变换电路(6)的d轴电压信号输入端，逆Park变换电路(6)的电机转子位置观测信号输入端连接运放积分电路(19)的电机转子位置观测信号输出端，逆Park变换电路(6)的α轴定子电压信号输出端连接空间矢量脉宽调制电路(8)的α轴定子电压信号输入端，逆Park变换电路(6)的β轴定子电压信号输出端连接空间矢量脉宽调制电路(8)的β轴定子电压信号输入端，空间矢量脉宽调制电路(8)电机转子位置观测信号输入端连接运放积分电路(19)的电机转子位置观测信号输出端，空间矢量脉宽调制电路(8)的脉冲宽度调制信号输出端连接逆变器(9)的脉冲宽度调制信号输入端，逆变器(9)的电压信号输出端连接永磁同步电机(11)的电压信号输入端，永磁同步电机(11)的电源输入侧的电流信号通过电流互感器(10)采集，电流互感器(10)采集获得的C相电流信号输出端连接第一Clark变换电路(7-1)的C相电流信号输入端，电流互感器(10)采集获得的B相电流信号输出端连接第一Clark变换电路(7-1)的B相电流信号输入端，第一Clark变换电路(7-1)的α轴定子电流信号输出端连接第一Park变换电路(5-1)的α轴定子电流信号输入端，第一Clark变换电路(7-1)的β轴定子电流信号输出端连接第一Park变换电路(5-1)的β轴定子电流信号输入端，第一Park变换电路(5-1)的电机转子位置观测信号输入端连接运放积分电路(19)的电机转子位置观测信号输出端；永磁同步电机(11)的输出侧的电压信号通过电压传感器(12)采集，电压传感器(12)采集获得的C相电压信号输出端连接第二Clark变换电路(7-2)的C相电压信号输入端，电压传感器(12)采集获得的B相电压信号输出端连接第二Clark变换电路(7-2)的B相电压信号输入端，第二Clark变换电路(7-2)的α轴电压信号输出端连接第二Park变换电路(5-2)的α轴电压信号输入端，第二Clark变换电路(7-2)的β轴电压信号输出端连接第二Park变换电路(5-2)的β轴电压信号输入端，第二Park变换电路(5-2)的电机转子位置观测信号输入端连接运放积分电路(19)的电机转子位置观测信号输出端，第二Park变换电路(5-2)的d轴电压信号输出端连接高速参数辨识电路(15)的d轴电压信号输入端，第二Park变换电路(5-2)的q轴电压信号输出端连接连接高速参数辨识电路(15)的q轴电压信号输入端，高速参数辨识电路(15)的低转速永磁体磁链观测信号输入端连接低速参数辨识电路(13)的低转速永磁体磁链观测信号输出端，高速参数辨识电路(15)的低转速定子电阻观测信号输入端连接低速参数辨识电路(13)的低转速定子电阻观测信号输出端，高速参数辨识电路(15)的电机转子转速估算信号输入端连接转速解耦电路(18)的电机转子转速估算信号输出端，低速参数辨识电路(13)的选择控制信号输入端连接比较电路(20)的选择控制信号输出端，低速参数辨识电路(13)的电机转子转速估算信号输入端连接转速解耦电路(18)的电机转子转速估算信号输出端，低速参数辨识电路(13)的β轴定子电流信号输入端连接第一Clark变换电路(7-1)的β轴定子电流信号输出端，低速参数辨识电路(13)的α轴滤波电压信号输入端连接第二LC滤波电路(14-2)的α轴滤波电压信号输出端，第二LC滤波电路(14-2)的α轴电压信号输入端连接第二Clark变换电路(7-2)的α轴电压信号输出端，低速参数辨识电路(13)的β轴滤波电压信号输入端连接第一LC滤波电路(14-1)的β轴滤波电压信号输出端，第一LC滤波电路(14-1)的β轴电压信号输入端连接第二Clark变换电路(7-2)的β轴电压信号输出端；第一Park变换电路(5-1)输出的q轴电流实际值i_q与高速参数辨识电路(15)输出的辨识q轴电流值相比较的差值ε输入给转速解耦电路(18)，转速解耦电路(18)的电机转子转速估算信号输出端连接运放积分电路(19)的电机转子转速估算信号输入端；第一Park变换电路(5-1)输出的q轴电流实际值i_q与高速参数辨识电路(15)输出的辨识q轴电流值相比较的差值ε输入给电阻解耦电路(16)，电阻解耦电路(16)的控制信号输入端连接比较电路(20)的选择控制信号信号输出端，电阻解耦电路(16)的定子绕组电阻观测信号输出端连接高速参数辨识电路(15)的定子绕组电阻观测信号输入端，第一Park变换电路(5-1)输出的q轴电流实际值i_q与高速参数辨识电路(15)中的永磁体磁链辨识模型解算出的q轴电流值相比较的差值ε′输入给磁链解耦电路(17)，磁链解耦电路(17)的控制信号输入端连接比较电路(20)的选择控制信号输出端，磁链解耦电路(17)的永磁体磁链观测信号输出端连接高速参数辨识电路(15)的永磁体磁链观测信号输入端；比较电路(20)的电机转子转速给定信号输入端连接位置传感器(1)的电机转子转速给定信号输出端，比较电路(20)的电机转子转速比较信号输入端被输入电机转子转速比较值ω_b。