永磁同步电机转子位置的检测方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种永磁同步电机转子位置的检测方法和装置。其中，该方法包括：建立永磁同步电机的滑膜观测模型；通过反电动势观测模型对滑膜观测模型输出的当前反电动势观测值进行处理，得到当前反电动势估计值；对当前反电动势估计值进行相位处理，得到永磁同步电机的当前转子信息，其中，当前转子信息包括：转子转速和转子位置角。本发明专利技术解决了现有技术中由于永磁同步电机使用低通滤波器滤除噪声产生相位滞后，导致转子的位置检测不精确的技术问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电机领域，具体而言，涉及一种永磁同步电机转子位置的检测方法和装置。
技术介绍
永磁同步电机具有高功率密度、高效率、低损耗、体积小和结构简单等特点，且无位置传感器控制方案的永磁同步电机同时具备装配简单、运用场合广、可靠性高并且成本低等优势，得到了越来越广泛的应用。永磁同步电机优越的控制性能需要准确的转子位置信息，若使用霍尔位置传感器作为转子位置信息检测装置，不仅增加电机安装难度，而且增加了系统成本，降低系统可靠性。而变结构滑模观测器具有较快动态响应特性及较强的鲁棒性等优点，可以实时反馈出转子当前位置，被广泛运用于永磁同步电机控制系统中。在现有技术中，存在一种下述的永磁同步电机位置及转速检测方法，该检测方法根据α、β两相静止坐标系下永磁同步电机的数学模型设计了滑模观测器。选取滑模面，通过反电动势得到转子位置的估计值，但从滑模观测器所提取的反电动势信号，需经过低通滤波器处理，造成了转子位置信息的滞后，从而影响控制的性能，使得检测到的转子的位置信息不精确。针对现有技术中由于永磁同步电机使用低通滤波器滤除噪声产生相位滞后，导致转子的位置检测不精确的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种永磁同步电机转子位置的检测方法和装置，以至少解决现有技术中由于永磁同步电机使用低通滤波器滤除噪声产生相位滞后，导致转子的位置检测不精确的技术问题。根据本专利技术实施例的一个方面，提供了一种永磁同步电机转子位置的检测方法，包括：建立永磁同步电机的滑膜观测模型；通过反电动势观测模型对滑膜观测模型输出的当前反电动势观测值进行处理，得到当前反电动势估计值；对当前反电动势估计值进行相位处理，得到永磁同步电机的当前转子信息，其中，当前转子信息包括：转子转速和转子位置角。根据本专利技术实施例的另一方面，还提供了一种永磁同步电机转子位置的检测装置，包括：建立模块，用于建立永磁同步电机的滑膜观测模型；第一处理模块，用于通过反电动势观测模型对滑膜观测模型输出的当前反电动势观测值进行处理，得到当前反电动势估计值；第二处理模块，用于对当前反电动势估计值进行相位处理，得到永磁同步电机的当前转子信息，其中，转子信息包括：转子转速和转子位置角。在本专利技术实施例中，对永磁同步电机模型建立的滑模观测器，然后对滑模观测器中输出的反电动势观测值进行处理，再对转子位置进行相位矫正。上述方案通过反电动势观测模型对滑膜观测模型中提取的反电动势观测值进行处理，从而消除了传统滑膜观测模型中的低通滤波器，避免了低通滤波器对转子位置信号的滞后，解决了现有技术中由于永磁同步电机使用低通滤波器滤除噪声产生相位滞后，导致转子的位置检测不精确的技术问题。同时，还对反电动势估计值进行了相位处理，以代替传统滑膜观测模型所使用的反正切和微分运算处理方法，避免了传统方案所造成的反电动势中高频干扰信号的放大，且对点击参数变化及外界环境的扰动具有较高的鲁棒性，从而进一步提高了检测转子位置的精确度。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是根据本专利技术实施例的一种永磁同步电机转子位置的检测方法的流程图；图2是根据本专利技术实施例的一种可选的永磁同步电机转子位置的检测方法的原理图；图3是根据本专利技术实施例的一种可选的相位处理的原理图；以及图4是根据本专利技术实施例的一种可选的永磁同步电机转子位置的检测装置的流程图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。实施例1根据本专利技术实施例，提供了一种永磁同步电机转子位置的检测方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。图1是根据本专利技术实施例的永磁同步电机转子位置的检测方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：步骤S102，建立永磁同步电机的滑膜观测模型。具体的，在上述步骤中，上述滑膜观测模型可以根据上述永磁同步电机的外部输入量的实际测量结果得到状态变量估计值，在一种可选的实施例中，用于永磁同步电机的滑膜观测模型的输入实际测量值可以是永磁同步电机的两相定子电流的电流观测值，上述状态变量估计值可以是反电动势观测值，上述滑膜观测模型可以建立在预设轴系下。步骤S104，通过反电动势观测模型对滑膜观测模型输出的当前反电动势观测值进行处理，得到当前反电动势估计值。此处需要说明的是，反电动势观测模型从滑模电流观测器中提取出相应的反电动势信息，可以取消传统滑模观测器中的低通滤波器，避免了低通滤波器所造成转子位置信息的滞后，从而可以快速准确获取当前转子位置信息及电机转速。步骤S106，对当前反电动势估计值进行相位处理，得到永磁同步电机的当前转子信息，其中，转子位置包括：转子转速和转子位置角。在一种可选的实施例中，上述相位处理可以是相位锁定校正。此处需要说明的是，采用反电动势观测模型所提取的反电动势估计值经相位处理后，可以避免由传统滑模观测器所采用反正切和微分运算处理后所造成的两相等效反电动势中高频干扰信号的放大，从而有效提高转子位置和转速估算的准确性。本申请上述实施例对永磁同步电机模型建立的滑模观测器，然后对滑模观测器中所提取反电动势观测值进行处理的反电动势观测模型，再对转子位置进行相位矫正。上述方案通过反电动势观测模型对滑膜观测模型中提取的反电动势观测值进行处理，从而消除了传统滑膜观测模型中的低通滤波器，避免了低通滤波器对转子位置信号的滞后，解决了现有技术中由于永磁同步电机使用低通滤波器滤除噪声产生相位滞后，导致转子的位置检测不精确的技术问题。同时，还对反电动势估计值进行了相位处理，以代替传统滑膜观测模型所使用的反正切和微分运算处理方法，避免了传统方案所造成的反电动势中高频干扰信号的放大，且对点击参数变化及外界环境的扰动具有较高的鲁棒性，从而进一步提高了检测转子位置的精确度。可选的，根据本申请上述实施例，建立永磁同步电机的滑膜观测模型，包括：步骤S1021，获取永磁同步电机的当前输入电压、上一刻的反电动势观测值和上一刻的反电动势估计值。步骤S1023，根据永磁同步电机的当前输入电压、上一刻的反电动势观测本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种永磁同步电机转子位置的检测方法，其特征在于，包括：建立永磁同步电机的滑膜观测模型；通过反电动势观测模型对所述滑膜观测模型输出的当前反电动势观测值进行处理，得到当前反电动势估计值；对所述当前反电动势估计值进行相位处理，得到所述永磁同步电机的当前转子信息，其中，所述当前转子信息包括：转子转速和转子位置角。

【技术特征摘要】
1.一种永磁同步电机转子位置的检测方法，其特征在于，包括：建立永磁同步电机的滑膜观测模型；通过反电动势观测模型对所述滑膜观测模型输出的当前反电动势观测值进行处理，得到当前反电动势估计值；对所述当前反电动势估计值进行相位处理，得到所述永磁同步电机的当前转子信息，其中，所述当前转子信息包括：转子转速和转子位置角。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，建立永磁同步电机的滑膜观测模型，包括：获取所述永磁同步电机的当前输入电压、上一刻的反电动势观测值和上一刻的反电动势估计值；根据所述永磁同步电机的当前输入电压、上一刻的反电动势观测值和上一刻的反电动势估计值，通过所述永磁同步电机在预设轴系下的电机模型建立所述滑膜观测模型。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，通过所述永磁同步电机在预设轴系下的电机模型建立所述滑膜观测模型的动态方程为：其中，为电流观测值，为上一刻的反电动势估计值，Sα、Sβ为上一刻的电动势观测值，μα、μβ为所述当前输入电压，M为反电动势反馈系数。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述滑膜观测模型输出所述反电动势观测值，包括：获取所述滑膜观测模型输出的电流观测值；获取所述永磁同步电机的两相定子在预设轴系的电流分量；根据所述电流观测值和所述电流分量通过饱和函数得到所述反电动势观测值。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，通过如下公式根据所述电流观测值和所述电流分量通过饱和函数得到所述反电动势观测值：其中，k为滑模增益系数，δ为饱和函数的边界层常数，为所述电流观测值，iα、iβ为所述永磁同步电机的两相定子的电流。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，获取所述永磁同步电机的两相定子在所述预设轴系的电流分量，包括：测量所述永磁同步电机的两相定子的电流；在所示预设轴系下对所述两相定子的电流进行克拉克变换，得到所述两相定子在所述预设轴系的电流分量。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述反电动势估计值进行相位处理，得到所述永磁同步电机的当前转子信息，包括：根据所述当前反电动势观测值以及上一刻的转子转速和转子位置角，得到转子位置误差信息；对所述转子位置误差信息进行PI整合，得到当前转子转速；对所述当前转子的转速进行积分，得到当前转子位置角。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，通过如下公式根据所述反电动势观测值以及上一刻的转子转速和转子位置角，得到转子位置误差信息：其中，为上一刻的反电动势估计值，为相位处理后两相反电动势中提取的转子位置信息,ψf为所述永磁同步电机的磁链固有参数。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过如下公式对所述滑膜观测模型输出的反电动势观测值进行处理，得到反电动势估计值：其中，Sα、Sβ为上一刻的反电动势观测值，为所述上一刻的反电动势估计值，为上一刻的转子位置角，l为反电动势观测模型增益系数，l∈(0,+∞)。10.一种永磁同步电机转子位置的检测装置，其特征在于，包括：建立模...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙家广，曹明锋，李立，黄志飞，
申请(专利权)人：珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44