基于并联EPLL的脉振高频信号注入法信号提取系统及策略技术方案

本发明专利技术公开了一种基于并联EPLL的脉振高频信号注入法信号提取系统及策略，包括：对三相电流进行Clark及Park变换，得到d、q轴电流；通过改进EPLL策略对含有转子位置信号的q轴电流进行幅值提取，q轴高频信号幅值得到预估转速及角度，q轴二次谐波信号正负值修正角度；直流信号进行PI调节，得到d、q轴实际电压；对d、q轴实际电压进行Park逆变换，得到α、β轴电压；对逆变器进行调制控制电机。本发明专利技术能实现电机在低速情况下的无位置运行，获得预估转子位置信号，在脉振高频信号注入法的基础上，改善了滤波器的延迟问题，简化了信号提取过程，在响应速度以及信号提取精度上具有优越性。

Signal extraction system and strategy of pulse frequency high frequency signal injection method based on parallel EPLL

The invention discloses a pulsating high frequency signal injection method based on EPLL parallel signal extraction system and strategies, including: Clark and Park transform to the three-phase current, D, q axis current; by improving the EPLL strategy of q axis current with rotor position signal amplitude extraction, q axis high frequency signal amplitude can be estimated the speed and angle of q axis two harmonic signal of positive and negative value angle correction; DC signal by adjusting the PI, D, q axis of the actual voltage; Park inversion of D and q axis are the actual voltage, alpha and beta axis voltage modulation of the inverter motor control. The invention can realize the operation of sensorless motor in low speed situation, obtain the estimated rotor position signal is injected at the fluctuating high frequency signal based on the method of improved delay filter, simplifying the signal extraction process, has the superiority in response speed and precision of signal extraction.

【技术实现步骤摘要】
基于并联EPLL的脉振高频信号注入法信号提取系统及策略
本专利技术属于无位置传感器控制
，更具体地说是一种基于脉振高频信号注入法的信号提取改进策略。
技术介绍
永磁同步电机以其高效率、小体积和易控制、显著的长寿命和可靠性等特点在调速领域显现优势，在要求高控制精度和高可靠性的场合如舰船推进、数控机床、机车牵引、电动汽车和家用电器等许多领域获得极为广泛的应用，成为各国学者的研究热点。以电动工具为例，其工作环境以及安装要求较高，传统的机械传感器难以满足其加工精度以及工作要求，所以无位置技术显得尤为重要。为了满足低速下转子位置跟踪稳定、带载能力强等条件，选用了脉振高频信号注入法作为方案。脉振高频信号注入法由于需要额外注入高频信号，同时转子位置信号中夹杂直流分量以及二次谐波等信号波，因此，如何准确提取各频率信号显得尤为重要。传统的信号提取方案是通过设计的带通、低通等滤波器，经过调制输出信号幅值，由于提取方案存在带通、低通滤波器，引入了幅值误差以及相位偏移，且造成了软件延时，系统相对复杂等问题。同时，提取效果完全取决于滤波器的处理效果，因而提取效果不佳。
技术实现思路
专利技术目的：为了克服上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于并联EPLL的脉振高频信号注入法信号提取系统，其特征在于，包括：电源电路、整流器、逆变器、电机、电机负载模块、电机电流采集模块、Clark变换模块、Park变换模块、并联EPLL信号分析模块、高频信号PI模块，积分处理模块、直轴正方向判断模块、角度修正模块、转速误差模块、转速PI模块、d轴电流误差模块、d轴电流PI模块、q轴电流误差模块、q轴电流PI模块、高频信号注入模块、Park逆变换模块、脉宽调制模块；所述电源电路为单相交流电源，用于为整流器提供单相交流电；所述整流器为单相不控整流器，用于将单相输入交流电整流为直流电，并向逆变器供电；所述逆变器为三相电压源型逆变器，用于接收脉宽调制...

【技术特征摘要】
1.一种基于并联EPLL的脉振高频信号注入法信号提取系统，其特征在于，包括：电源电路、整流器、逆变器、电机、电机负载模块、电机电流采集模块、Clark变换模块、Park变换模块、并联EPLL信号分析模块、高频信号PI模块，积分处理模块、直轴正方向判断模块、角度修正模块、转速误差模块、转速PI模块、d轴电流误差模块、d轴电流PI模块、q轴电流误差模块、q轴电流PI模块、高频信号注入模块、Park逆变换模块、脉宽调制模块；所述电源电路为单相交流电源，用于为整流器提供单相交流电；所述整流器为单相不控整流器，用于将单相输入交流电整流为直流电，并向逆变器供电；所述逆变器为三相电压源型逆变器，用于接收脉宽调制模块的电压脉冲，并根据电压脉冲控制电机；所述电机负载模块为外部负载，用于电机加载/卸载；所述电机电流采集模块用于采集电机三相电流，并发送至Clark变换模块；所述Clark模块用于将电机三相电流转换为αβ轴电流，并发送至Park变换模块；所述Park变换模块用于将αβ轴电流转换为d轴实际电流、q轴实际电流，并发送至并联EPLL信号分析模块；所述并联EPLL信号分析模块用于采集电机所需的各频率信号，并发送至高频信号PI模块、d轴电流PI模块、q轴电流PI模块以及直轴正方向判断模块；所述高频信号PI模块用于将q轴高频信号幅值收敛到零，得到预估转子位置信号，并发送到转速误差模块；所述积分处理模块用于将预估转速积分处理后得到预估转子位置角；所述直轴正方向模块用于判断转子位置角是否偏差180度，并发送标志位到角度修正模块修正预估转子位置角；所述角度修正模块用于对转子角进行修正，并发送到Park变换以及逆变器模块；所述转速误差模块用于将给定转速与所述信号处理计算得到的预估电机转速对比，得到转速误差，并将其发送至转速PI模块；所述转速PI模块用于将转速误差进行PI调节，得到q轴电流矢量，并发送至q轴电流误差模块；所述d轴电流误差模块用于将d轴给定电流与d轴实际基波电流对比，得到d轴电流误差，并将其发送至d轴电流PI模块；所述q轴电流误差模块用于将q轴给定电流与q轴实际基波电流对比，得到q轴电流误差，并将其发送至q轴电流PI模块；所述d轴电流PI模块用于将d轴电流误差进行PI调节，得到d轴实际电压，并发送至电压park逆变换模块；所述q轴电流PI模块用于将q轴电流误差进行PI调节，得到q轴实际电压，并发送至电压park逆变换模块；所述高频信号注入模块用于给电机预估dq轴注入高频信号，发送到Park逆变换模块，从而在电机预估dq轴电流上得到转子位置信号；所述Park逆变换模块用于将dq轴电压转换为α轴电压、β轴电压，并发送至脉宽调制模块；所述脉宽调制模块为空间矢量脉宽调制，用于根据αβ轴电压、母线电压计算得到电压脉冲，并发送至逆变器。2.根据权利要求1所述的一种基于并联EPLL的脉振高频信号注入法信号提取系统，其特征在于，所述电机为永磁同步电机。3.根据权利要求1所述的一种基于并联EPLL的脉振高频信号注入法信号提取系统实现方案，其特征在于，包括以下步骤：实时采集单相交流输入电压、直流母线电压幅值及相位，实时采集电机三相电流；对所述的电机abc三相电流进行Clark变换，得到αβ轴电流，对所述αβ轴电流进行Park变换，得到d、q轴实际电流；对所述d、q轴实际电流进行并联EPLL信号分析，提取各频率信号幅值，对得...

【专利技术属性】
技术研发人员：储剑波，何洋，曹广超，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32