[发明专利]一种永磁同步电机反电动势观测方法

摘要

本发明提出一种永磁同步电机反电动势观测方法，其步骤为：首先采样计算得到电机定子电压和定子电流均在静止坐标系下的电压分量和电流分量；其次，根据电压分量和电流分量计算得到估计的定子电流及高频滑模信号；再将高频滑模信号分别经过两次低通滤波得到估计的实际转子位置角及电机的反电动势幅值；最后，根据估计的实际转子位置角和电机的反电动势幅值计算得到估计的电机反电动势。本发明采用双低通滤波器法，根据第二个低通滤波器对反电动势相位和幅值的影响补偿由第一个低通滤波器引起的反电动势相位延迟和幅值衰减问题，能够实现反电动势的准确观测，本发明无需使用电机的转速信息，能够提高电机反电动势的观测精度，提高电机的动态性能。

主权项

1.一种永磁同步电机反电动势观测方法，其特征在于，其步骤如下：步骤一、利用电压传感器对电机定子电压进行采样得到电机定子电压u_AB和u_BC，计算电机的三相相电压u_A、u_B和u_C，并将三相电压u_A、u_B和u_C通过坐标变换得到静止α‑β坐标系下的电压u_α和电压u_β；步骤二、利用电流传感器对电机定子三相电流进行采样得到电机定子电流i_A、i_B和i_C，并通过坐标变换得到静止α‑β坐标系下的电流i_α和电流i_β；步骤三、初始化电机的电流和电流计算电流与步骤二得到的电流i_α的差值，计算电流和步骤二得到的电流i_β的差值，并通过符号函数计算得到高频滑模信号s_α和高频滑模信号s_β；步骤四、利用步骤一得到的电压u_α减去步骤三得到的高频滑模信号s_α得到第一组中间变量E_1α，利用步骤一得到的电压u_β减去步骤三得到的高频滑模信号s_β得到第一组中间变量E_1β；步骤五、根据步骤四得到的第一组中间变量E_1α、E_1β和电机q轴电感计算得到第二组中间变量E_2α、E_2β；步骤六、根据步骤三中的电流电流和电机定子电阻及q轴电感计算得到第三组中间变量E_3α、E_3β；步骤七、利用步骤五得到的第二组中间变量E_2α减去步骤六得到的第三组中间变量E_3α得到第四组中间变量E_4α，利用步骤五得到的第二组中间变量E_2β减去步骤六得到的第三组中间变量E_3β得到第四组中间变量E_4β；步骤八、根据步骤七得到的第四组中间变量E_4α、E_4β更新步骤三中的电流和电流进而更新高频滑模信号s_α和高频滑模信号s_β；步骤九、将更新后的高频滑模信号s_α和高频滑模信号s_β通过第一低通滤波器进行低通滤波分别得到第五组中间变量s_1α、s_1β；步骤十、将步骤九得到的第五组中间变量s_1α、s_1β通过第二低通滤波器进行低通滤波分别得到第六组中间变量s_2α、s_2β；步骤十一、根据步骤九得到的第五组中间变量s_1α、s_1β计算有效反电动势q轴偏差步骤十二、将步骤十一得到的有效反电动势q轴偏差通过比例积分器计算得到估计的转速步骤十三、将步骤十二得到的转速通过积分调节得到经过第一个低通滤波器产生一次相位延迟后的转子位置角θ₁；步骤十四、根据步骤十得到的第六组中间变量s_2α、s_2β计算得到经过了第一低通滤波器和第二低通滤波器产生两次相位延迟之后的转子位置角θ₂；步骤十五、根据步骤十三得到的转子位置角θ₁减去步骤十四得到的转子位置角θ₂得到延迟角度Δθ，再根据转子位置角θ₁和延迟角度Δθ计算得到估计的实际转子位置角θ；步骤十六、根据步骤九得到的第五组中间变量s_1α、s_1β和步骤十得到的第六组中间变量s_2α、s_2β计算得到第一低通滤波器和第二低通滤波器对电机反电动势幅值产生的衰减比k；步骤十七、根据步骤九得到的第五组中间变量s_1α、s_1β和步骤十六得到的衰减比k计算得到电机的反电动势幅值e_m；步骤十八、根据步骤十七得到的反电动势幅值e_m和步骤十五得到的实际转子位置角θ计算得到估计的电机反电动势和