本发明专利技术提供了一种永磁同步电机转子磁极磁通链α轴及β轴分量观测方法，读取当前采样时刻k的电机α轴和β轴电流、电压，然后通过中间变量的换算，计算得到当前时刻的转子磁极磁通链α轴及β轴分量。本发明专利技术计算的电机转子磁极磁通链的α轴及β轴分量可采用简单计算法或锁相环方法实现电机角度和速度的解算，并实现电机的无位置传感器控制。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种永磁同步电机控制系统，尤其涉及永磁同步电机的无位置传感器 控制。
技术介绍
随着电力电子技术及微处理器技术的发展，永磁同步电机及其矢量控制在国防、 制造业及工业等领域得到了广泛的应用，如火炮伺服控制、数控机床主轴及进给的控制等， 并取代直流电机及其伺服系统。通常永磁同步电机采用磁场定向控制，即矢量控制，在矢量 控制中需要对电机电流和电压进行矢量坐标变换，实现电流或电压的定子坐标系分量与转 子坐标系分量的转换，进行坐标变换需要用到电机转子的位置，通常利用旋转变压器或光 电码盘等位置传感器来检测电机的位置，大大提高了电机及伺服驱动器的硬件成本，对于 位置定位及跟踪精度要求不高的场合，以及需要进行稳速控制的场合，采用估计理论或观 测技术实现电机位置的计算，以取代电机位置传感器，能有效降低系统成本，因此电机位置 观测技术是实现永磁同步电机无位置传感器控制的核心技术，而电机转子磁极磁通链的观 测方法对实现电机位置的估计起到至关重要的作用。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种表面贴式永磁同步电机转子磁极磁通 链在电机两相定子坐标系的a轴及0轴分量观测方法，观测得到的电机转子磁极磁通链 的a轴及0轴分量可用于电机转子位置和速度的解算，以及实现永磁同步电机的无位置 传感器矢量控制。 本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤： 第一步，读取当前采样时刻k的电机a轴和0轴电流ia (k)、ip (k)，以及a轴 和 0 轴电压ua (k)、up (k); 第二步，计算当前采样时刻的中间变量ual(k) =ua (k)_ia (k)R和upl (k)= (k)-ip (k)R，R为电机定子绕组电阻； 第三步，计算当前采样时刻的中间变量 其中，T为米样周期，ua2(k-l)、uP2(k-l)为，为 上一采样时刻值k-1计算的中间变量，C0flx为一阶滤波截止频率，取值范围为10 2~10 6; 第四步，计算当前采样时刻值的中间变量W" (k) =ua2 (k)-Lia (k)， Vrp(k) =uP2(k)-Lip(k)，L为电机d轴或q轴绕组的电感； 第五步，计算当前时刻的转子磁极磁通链a轴及0轴分量(k)、(k)， 其中，W"(k-1)、W"(k-2)分别为k_l、k_2采样时刻的转子磁极磁通链a 轴分量，W^(k-l)、W^(k-2)分别为k-1、k-2采样时刻的转子磁极磁通链0轴分量， V"(k_l)、W' ^(k-l)为k-1采样时刻的转子磁极磁通链a轴分量，W' "(k_2)、 W'd(k-2)为k-2采样时刻的转子磁极磁通链0轴分量，coh。为高通滤波器截止频率， 取值范围为15~25rad/s，G为阻尼比，取值范围为0. 5~1。 本专利技术的有益效果是：通过该算法计算的电机转子磁极磁通链的a轴及0轴分 量后，可采用简单计算法或锁相环方法实现电机角度和速度的解算，并实现电机的无位置 传感器控制。【具体实施方式】 下面结合实施例对本专利技术进一步说明，本专利技术包括但不仅限于下述实施例。 本专利技术设ia为电机a轴电流，i^为电机0轴电流，ua为电机a轴电压，u^为 电机0轴电压，R为电机定子绕组电阻，L为电机d轴或q轴绕组的电感，实现该计算方法 的具体步骤为： 第一步：读取当前采样时刻（第k个采样时刻）电机a轴和0轴电流ia(k)、 ip(k)，以及a轴和0轴电压ua (k)、up (k); 第二步：计算ual(k) =ua (k)-ia (k)R，upl(k) =up (k)-ip (k)R，其中，ual(k)、 uM(k)为计算的中间变量（当前采样时刻）； 其中，T为采样周期，ua2(k)、uP2(k)及ua2(k-l)、uP2(k-l)为计算的中间变量，分 别为当前采样时刻值和上一采样时刻值（第k-1个采样时刻），co￡1；(为一阶滤波截止频率， 取值范围为10 2~10 6rad/s; 第四步：计算V〇〇 =ua2(k)-Lia (k)，V〇〇 =uP2(k)-Lip (k)， 其中，W'ra (k)、W' r{! (k)为计算的中间变量（当前采样时刻值）； 第五步：计算 其中，W"(k)、(k)分别为当前时刻的转子磁极磁通链a轴及0轴分量， (k_l)、(k_2)分别为k_l、k_2采样时刻的转子磁极磁通链a轴分量，(k_l)、 Ip(k-2)分别为k-1、k-2采样时刻的转子磁极磁通链0轴分量。W' " (k-1)、W' r{! (k_l)为上一步计算的中间变量的k-1采样时刻的值，W' " (k-2)、W' r{! (k-2) 为上一步计算的中间变量的k-2采样时刻的值。coh。为高通滤波器截止频率，取值范围为 15~25rad/s，G为阻尼比，取值范围为0. 5~1。 实施例1 设wflx= 10 2rad/s, 〇hc= 15rad/s，G= 0? 5,则电机转子磁极磁通链的a轴 及0轴分量的计算步骤为：第一步：读取当前采样时刻（第k个采样时刻）电机a轴和0轴电流ia (k)、 ip(k)，以及a轴和0轴电压ua (k)、up (k); 第二步：计算ual(k) =ua (k)_ia (k)R upl(k) =Up(k)-ip(k)R； 第四步：计算Vra 〇〇 =ua2(k)_Lia (k)，V〇〇 =uP2(k)-Lip (k); 第五步：计算 实施例2 设wflx= 10 6rad/s, 〇he= 25rad/s，G= 1，则电机转子磁极磁通链的a轴及 0轴分量的计算步骤为： 第一步：读取当前采样时刻（第k个采样时刻）电机a轴和0轴电流ia (k)、 ip(k)，以及a轴和0轴电压ua (k)、up (k); 第二步：计算ual(k) =ua (k)_ia (k)R upl(k) =Up(k)-ip(k)R； 第四步：计算W'ra(k) =ua2(k)-Lia (k)，W' (k) =uP2(k)-Lip (k); 第五步：计算【主权项】1. 一种永磁同步电机转子磁极磁通链Ct轴及β轴分量观测方法，其特征在于包括下 述步骤： 第一步，读取当前采样时刻k的电机α轴和β轴电流ia (k)、ie (k)，以及α轴和β 轴电压 u a (k)、u p (k);第二步，计算当前采样时刻的中间变量ual(k) = ua (k)-ia (k)R和upl(k)= Up (k)-ip (k)R，R为电机定子绕组电阻； 第三步，计算当前采样时刻的中间变I1其中，T为米样周期，ua2(k-l)、u P2(k_l)为，为 上一采样时刻值k-Ι计算的中间变量，ωηχ为一阶滤波截止频率，取值范围为10 2~10 第四步，计算当前采样时刻值的中间变量ψ' ra(k)=ua2(k)-Lia(k)，W' rP(k) = uP2(k)-Lip (k)，L为电机d轴或q轴绕组的电感； 第五步，计算当前时刻的转子磁极磁通链a轴及β轴分量Ψμ (k)、Ψ# (k)，其中，(k_l)、Ψ" (k-2)分别为k-1、k-2采样时刻的转子磁极磁通链a轴 分量，y^e(k-l)、W^(k-2)分别为k-1、k-2采样时刻的转子磁极磁通链β轴分量， Ψ' "(k-l)、W' 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种永磁同步电机转子磁极磁通链α轴及β轴分量观测方法，其特征在于包括下述步骤：第一步，读取当前采样时刻k的电机α轴和β轴电流iα(k)、iβ(k)，以及α轴和β轴电压uα(k)、uβ(k)；第二步，计算当前采样时刻的中间变量uα1(k)＝uα(k)‑iα(k)R和uβ1(k)＝uβ(k)‑iβ(k)R，R为电机定子绕组电阻；第三步，计算当前采样时刻的中间变量uα2(k)=11+ωflxTuα2(k-1)+T1+ωflxTuα1(k),]]>uβ2(k)=11+ωflxTuβ2(k-1)+T1+ωflxTuβ1(k),]]>其中，T为采样周期，uα2(k‑1)、uβ2(k‑1)为，为上一采样时刻值k‑1计算的中间变量，ωflx为一阶滤波截止频率，取值范围为10‑2～10‑6；第四步，计算当前采样时刻值的中间变量Ψ′rα(k)＝uα2(k)‑Liα(k)，Ψ′rβ(k)＝uβ2(k)‑Liβ(k)，L为电机d轴或q轴绕组的电感；第五步，计算当前时刻的转子磁极磁通链α轴及β轴分量Ψrα(k)、Ψrβ(k)，Ψrα(k)=-0.5ωhc2T2-21+ζωhcT+0.25ωhc2T2Ψrα(k-1)-1-ζωhcT+0.25ωhc2T21+ζωhcT+0.25ωhc2T2Ψrα(k-2)+Ψrα′(k)-2Ψrα′(k-1)+Ψrα′(k-2)1+ζωhcT+0.25ωhc2T2]]>Ψrβ(k)=-0.5ωhc2T2-21+ζωhcT+0.25ωhc2T2Ψrβ(k-1)-1-ζωhcT+0.25ωhc2T21+ζωhcT+0.25ωhc2T2Ψrβ(k-2)+Ψrβ′(k)-2Ψrβ′(k-1)+Ψrβ′(k-2)1+ζωhcT+0.25ωhc2T2]]>其中，Ψrα(k‑1)、Ψrα(k‑2)分别为k‑1、k‑2采样时刻的转子磁极磁通链α轴分量，Ψrβ(k‑1)、Ψrβ(k‑2)分别为k‑1、k‑2采样时刻的转子磁极磁通链β轴分量，Ψ′rα(k‑1)、Ψ′rβ(k‑1)为k‑1采样时刻的转子磁极磁通链α轴分量，Ψ′rα(k‑2)、Ψ′rβ(k‑2)为k‑2采样时刻的转子磁极磁通链β轴分量，ωhc为高通滤波器截止频率，取值范围为15～25rad/s，ζ为阻尼比，取值范围为0.5～1。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李长红，边党伟，赵涛，杨波，韩耀鹏，
申请(专利权)人：中国兵器工业集团第二O二研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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