基于低频电压注入法的永磁同步电机无位置传感器的控制方法技术

基于低频电压注入法的永磁同步电机无位置传感器的控制方法，本发明专利技术涉及永磁同步电机无位置传感器的控制方法。本发明专利技术为了解决在内置式永磁同步电机无位置传感器控制中，传统的零低速时所使用的高频信号注入法带来的高频噪音污染问题。本发明专利技术包括：一：永磁同步电机运行过程中，通过微处理器控制，向永磁同步电机的dq轴系中注入低频脉冲电压；将电机的控制序列分为注入周期和控制周期；二：根据在永磁同步电机αβ轴系中提取的脉冲电流信息，并通过电流微分计算得到转子的位置正交信号；三：设计基于空间傅里叶变换的矢量跟踪器，得到转子位置和转速，用于电机转速和电流闭环控制，实现无位置传感器控制。本发明专利技术用于电机控制技术领域。

Sensorless control method of permanent magnet synchronous motor based on low frequency voltage injection method

A sensorless control method of permanent magnet synchronous motor based on low frequency voltage injection method is provided, which relates to a sensorless control method of permanent magnet synchronous motor. In order to solve the problem of high frequency noise pollution caused by high frequency signal injection method used in the traditional zero synchronous speed sensorless control of the built-in permanent magnet synchronous motor (PMSM). The invention comprises a permanent magnet synchronous motor in the process of operation, through the control of the microprocessor, with a low frequency pulse voltage to the DQ system of permanent magnet synchronous motor; the control sequence is divided into injection cycle and motor control cycle; two: according to the current information extraction pulse in alpha beta axis of permanent magnet synchronous motor, and get the position of rotor current differential quadrature signal through calculation; three: Design of vector space tracker based on the Fourier transform to get the rotor position and speed for the motor speed and current closed-loop control to achieve sensorless control. The invention is used in the field of motor control technology.

【技术实现步骤摘要】
基于低频电压注入法的永磁同步电机无位置传感器的控制方法
本专利技术涉及电机控制
，具体涉及内置式永磁同步电机低噪音无位置传感器控制方法。
技术介绍
永磁同步电机因其具有高功率密度、高转矩密度和良好的动态性能的特点，被广泛应用在各个领域。传统的矢量控制技术需要电机转子位置信息进行解耦控制，但是位置传感器的安装不仅增加了成本，还降低了系统的可靠性，因此无位置传感器技术成为了电机控制领域的主要研究方向之一。无位置传感器技术主要分为运用在零低速的高频信号注入法和中高速的模型法。因为在转速较低时，模型法受到噪声的影响较大，因此零低速下通常采用高频信号注入法。基于模型法的中高速无传感器技术已经得到了广泛的应用，但是基于高频信号注入法的零低速无传感器技术因为受到高频噪音的影响，使其难以在工业领域中得到应用，特别是在家电领域。传统的高频信号注入法主要分为高频旋转电压注入法、高频脉振电压注入法和高频方波电压注入法。高频旋转电压注入法提出时间最早，能有效实现无位置传感器控制，但是其存在信号处理过程复杂、需要大量使用滤波器和额外的转矩脉动等缺点；相比之下，高频脉振电压注入法的原理更加简单且转矩脉动更本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于低频电压注入法的永磁同步电机无位置传感器的控制方法，其特征在于：所述永磁同步电机无位置传感器的控制方法包括以下步骤：步骤一：永磁同步电机运行过程中，通过微处理器控制，向永磁同步电机的dq轴系中注入低频脉冲电压；将电机的控制序列分为注入周期和控制周期；dq轴系是指电机的旋转坐标系，低频脉冲电压注入时为注入周期，控制电机时为控制周期；dq轴系包括d轴和q轴，d轴指向转子磁场的N极方向，q轴与d轴垂直；步骤二：根据在永磁同步电机αβ轴系中提取的脉冲电流信息，并通过电流微分计算得到转子的位置正交信号；αβ轴系是指电机的静止坐标系；αβ轴系包括α轴和β轴，α轴指向定子的A相，β轴与α轴垂直；步骤三：...

【技术特征摘要】
1.基于低频电压注入法的永磁同步电机无位置传感器的控制方法，其特征在于：所述永磁同步电机无位置传感器的控制方法包括以下步骤：步骤一：永磁同步电机运行过程中，通过微处理器控制，向永磁同步电机的dq轴系中注入低频脉冲电压；将电机的控制序列分为注入周期和控制周期；dq轴系是指电机的旋转坐标系，低频脉冲电压注入时为注入周期，控制电机时为控制周期；dq轴系包括d轴和q轴，d轴指向转子磁场的N极方向，q轴与d轴垂直；步骤二：根据在永磁同步电机αβ轴系中提取的脉冲电流信息，并通过电流微分计算得到转子的位置正交信号；αβ轴系是指电机的静止坐标系；αβ轴系包括α轴和β轴，α轴指向定子的A相，β轴与α轴垂直；步骤三：根据步骤二得到的转子的位置正交信号，设计基于空间傅里叶变换的矢量跟踪器，得到转子位置和转速，用于电机转速和电流闭环控制，实现无位置传感器控制。2.根据权利要求1所述的基于低频电压注入法的永磁同步电机无位置传感器的控制方法，其特征在于：所述步骤一中永磁同步电机运行过程中，通过微处理器控制，向永磁同步电机的dq轴系中注入低频脉冲电压具体为：在矢量控制系统的dq轴系中注入低频脉冲电压：其中udqi为dq轴系中注入的低频脉冲电压，k为控制序列，且k＝1,2,3,....，Vi为注入电压的幅值；当进行电机控制时，dq轴系下的给定电压为电流环的输出电压；当需要注入电压时，在电流环的输出位置注入电压，原电流环的输出电压不再使用，则此时d轴电压为注入的低频脉冲电压，q轴电压为0；每两个注入周期之间间隔N个控制周期，N的取值为1～200，在无电压注入的情况下控制电机N个控制周期后，将电机的dq电压切换为注入低频脉冲电压；通过改变N的大小，调节注入电压的频率，N越大注入的电压频率越低，实现低频注入。3.根据权利要求2所述的基于低频电压注入法的永磁同步电机无位置传感器的控制方法，其特征在于：所述步骤二中根据在永磁同步电机αβ轴系中提取的脉冲电流信息，并通过电流微分计算得到转子位置正交信号的具体过程为：永磁同步电机dq轴系方程为：式中ud和uq分别为d轴和q轴的定子电压，式中id和iq分别为d轴和q轴的定子电流，Rs为定子电阻，Ld和Lq分别为d轴和q轴的定子电感，ωe为电机的电转速，ψf为转子磁链；将式(2)通过坐标变换到αβ轴系下，公式(2)简化为：式中：L0为均值电感，L1为差值电感，L0＝(Ld+Lq)/2，L1＝(Ld-Lq)/2，uαi和uβi分别为α轴和β轴注入的定子电压，iαi和iβi为α轴和β轴激励的电流，θe为转子位置角；将式(3)中的电流提取出来，并将式(1)中dq轴系下注入的电压转换到αβ轴系下，得到：式中K转子位置正交信号的幅值，δ为等效位置误差，其中Δθ为位置估计误差，Δiαi和Δiβi分别为α轴和β轴差分电流；将(4)中的幅值K消除，采用归一化的方法：式中Δiαi_pu和Δiβi_pu为α轴和β轴转子的位置正交信号。4.根据权利要求3所述的基于低频电压注入法的永磁同步电机无位置传感器的控制方法，其特征在于：所述步骤三中根据步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：王高林，肖殿勋，张国强，赵楠楠，于泳，徐殿国，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23