[发明专利]基于信号逆传递的多级式无刷电机初始位置检测方法

摘要

本发明涉及一种基于信号逆传递的多级式无刷电机初始位置检测方法，通过向主发电机定子alpha轴和beta轴分别单独注入高频方波信号，对应的响应信号经旋转整流器逆向传递到励磁机，在励磁机定子电流中提取主发转子初始位置信号的方法，该方法利用主发电机定子绕组和励磁绕组之间的互感随转子位置变化而变化的特性，不依赖于主发电机的凸极效应，解算过程比较简单，转子初始位置检测精度较高。具有以下优点：1)充分利用主发电机电枢绕组和励磁绕组之间的互感随转子位置变化的特性，避免受主发电机凸极性变化的影响，对电励磁电机具有较普遍的适用性；2)解算过程相对简单且初始位置检测精度较高。

主权项

1.一种基于信号逆传递的多级式无刷电机初始位置检测方法，其特征在于步骤如下：步骤1：固定电机转子，使其不与定子发生相对转动；步骤2：对励磁机施加励磁电压，所述励磁机定子绕组为两相励磁绕组结构；步骤3：在主发电机定子三相绕组上施加两次不同的高频电压信号U_Ah(t)、U_Bh(t)、U_Ch(t)，该高频电压信号由αβ坐标系下的不同的高频方波电压U_αh(t)和U_βh(t)经CLARK反变换至ABC坐标系下得到；第一次施加给定高频电压U_αh1(t)、U_βh1(t)表达式如下：U_βh1(t)＝0，其中U_h、T_h为αβ坐标系下主发电机α轴注入高频电压的幅值和周期；步骤4：在励磁机定子侧检测两相定子电流i_eα1、i_eβ1，求得电流矢量I_es1幅值平方和电流值中含有与主发电机转子位置相关的高频响应信号；步骤5：提取中的高频响应信号i_eαh，具体如下：1)在周期为T_h方波信号的上升沿即t＝nT_h和下降沿即t＝nT_h+T_h/2，提取的值，分别记为i_eαh(k‑1)、i_eαh(k+1)，对提取到的值进行做差运算，得到信号：i_Δeαh＝(i_eαh(k‑1)‑i_eαh(k+1))/2，i_Δeαh为与主发电机转子位置有关的余弦函数；所述n＝0,1,2,3...；2)用低通滤波器对i_Δeαh进行滤波处理，得到并保存电机当前位置所对应电角度的余弦值i_{Δeαh_cos}；步骤6：第二次施加给定高频电压U_αh2(t)、U_βh2(t)，其表达式如下：U_αh2(t)＝0其中U_h、T_h为αβ坐标系下主发电机β轴注入高频电压的幅值和周期，与α轴注入高频电压的周期及幅值相同；步骤7：在励磁机定子侧检测两相定子电流i_eα2、i_eβ2，求得电流矢量I_es2幅值平方和电流值中含有与主发电机转子位置相关的高频响应信号；步骤8：提取中的高频响应信号i_eβh，具体如下：1)在周期为T_h方波信号的上升沿和下降沿提取的值，分别记为i_eβh(k‑1)、i_eβh(k+1)，对提取到的值进行做差运算，得到信号i_Δeβh＝(i_eβh(k‑1)‑i_eβh(k+1))/2，i_Δeβh为与主发电机转子位置有关的正弦函数；2)用低通滤波器对i_Δeβh进行滤波处理，得到并保存电机当前位置所对应电角度的正弦值i_{Δeβh_sin}；步骤9：使用反正切函数即可得到转子位置信号θ＝arctan(i_{Δeβh_sin}/i_{Δeαh_cos})，其中，i_{Δeαh_cos}、i_{Δeβh_sin}分别由步骤5和步骤8得到。