The invention discloses an IPMSM position observation method based on rotating high frequency injection method, which includes: injecting high frequency voltage signal into the static alpha beta coordinate system of the motor after the initial position detection of the motor is completed; sampling the three-phase current of the motor by the stator current sampling module, and transforming the estimated d_q coordinate axis, that is, the estimated d_q coordinate axis.
【技术实现步骤摘要】
基于旋转高频注入法的IPMSM位置观测方法、系统及驱动系统
本专利技术涉及永磁同步电机控制领域，具体的说是基于高频注入法的IPMSM无位置传感器控制策略。
技术介绍
近年来，内置式永磁同步电机(IPMSM)在功率密度、效率等方面的优势使其获得了广泛的应用。矢量控制是永磁同步电机的主流控制方案，其解耦控制特性有利于系统控制性能的提升。转子磁链位置的准确获得是矢量控制系统实现解耦控制的前提。尽管光电编码器、旋变等机械传感器的安装，能够较为准确地实现速度信号的检测。但是，一方面，在电动车、风力发电等强烈振动场合，传感器的有效使用寿命难以得到保证，降低了系统运行可靠性；另一方面，机械传感器及其检测电路也增加了变流驱动系统成本和硬件安装复杂性。为了提高运行效率、降低运维成本、增强运行可靠性，采用无位置传感器控制方式的永磁同步电机驱动系统是永磁电机控制技术发展的主流趋势。根据电机运行范围适用性的不同，无传感器控制技术主要分为中高速模型法和零低速凸极特性跟踪法两类。模型法主要利用反电动势或者磁链信息对转子位置进行估计。这类方法在中高速范围取得了较好的效果，但在低速运行时反电动势...
【技术保护点】
1.一种基于旋转高频注入法的IPMSM位置观测方法，其特征在于：包括下述步骤：步骤1，在电机完成初始位置检测后，向电机静止αβ坐标系中注入高频电压信号
【技术特征摘要】
1.一种基于旋转高频注入法的IPMSM位置观测方法，其特征在于：包括下述步骤：步骤1，在电机完成初始位置检测后，向电机静止αβ坐标系中注入高频电压信号步骤2，定子电流采样模块采样得到电机三相电流ia、ib、ic，变换得到估计的d-q坐标轴，即轴系下的目标电流和步骤3，对和经带通滤波器提取得到坐标系下高频响应电流和步骤4，通过坐标变换和低通滤波器，提取轴高频响应电流和的正序分量，并对正序电流分量标幺；步骤5，通过坐标变换和低通滤波器，提取坐标系下高频响应电流和的负序分量，并对负序电流分量标幺；步骤6，将所得高频正、负序电流标幺值进行矢量叉乘，获得估计的电机转速和位置。2.如权利要求1所述的基于旋转高频注入法的IPMSM位置观测方法，其特征在于：所述步骤1中，向电机静止αβ坐标系中注入高频电压信号如下式所示：式中：Uh为高频电压幅值，ωh为高频电压角频率，t表示注入高频电压信号的时间。3.如权利要求2所述的基于旋转高频注入法的IPMSM位置观测方法，其特征在于：所述步骤2的具体变换过程如下：1)将定子电流采样模块采样得到电机三相电流ia、ib、ic经过clark变换到静止αβ坐标系中得到和变换公式如下：2)将和经过park变换到估计的同步旋转坐标系，得到和坐标变换角度为估计角变换公式如下：所述步骤3中对和经带通滤波器提取得到坐标系下高频响应电流和如下式所示：式中：为高频响应电流正序分量幅值；为高频响应电流负序分量幅值；为均值电感；为差值电感；Ld、Lq为d、q轴电感；ωr为电机真实电角频率，θr＝ωrt+θ0，θr为转子位置角，θ0表示转子的初始位置，为简化表述在本发明公式推导中将初始位置设置为0，即θr＝ωrt；为估计的电角频率，4.如权利要求3所述的基于旋转高频注入法的IPMSM位置观测方法，其特征在于：所述步骤4的具体过程如下：1)坐标变换，式(4)两边同乘如下式所示：2)式(5)经过低通滤波器，即可获得坐标系下高频响应电流正序分量和如下式所示：3)对式(6)进行标幺，得到坐标系下高频响应电流正序分量标幺值和如下式所示：5.如权利要求4所述的基于旋转高频注入法的IPMSM位置观测方法，其特征在于：所述步骤5的具体过程如下：1)坐标变换，式(4)两边同乘如下式所示：2)式(8)经过低通滤波器，即可获得坐标系高频响应电流负序分量和如下式所示：3)对式(9)进行标幺，得到坐标系下高频响应电流负序分量标幺值和如下式所示：6.如权利要求5所述的基于旋转高频注入法的IPMSM位置观测方法，其特征在于：所述步骤6的具体过程如下：(一)数字控制延时和滤波器延时对高频响应电流正、负序分量标幺值的影响：综合考虑数字控制延时和滤波器延时，式(7)和式(10)中的高频响应电流正、负序分量标幺值表示为：式中，Ts为开关周期，为高频响应电流正序分量标幺值考虑数字控制延时所产生的误差；为高频响应电流负序分量标幺值考虑控制延时所产生的误差；为高频负序电流综合考虑数字控制延时和滤波器延时的统一误差，为高频响应电流正序分量标幺值考虑滤波器延时所产生的误差；为高频响应电流负序分量标幺值考虑滤波器延时所产生的误差；当估计的电角频率收敛电机真实电角频率，即高频响应电流正、负序分量标幺值具有相同的频率，此时，(二)将所得高频正、负序电流标幺值进行矢量叉乘，所得锁相误差经过锁相环获得估计的电角频率和位置，最后针对残差对估计位置进行补偿，得到准确的位置信息。7.如权利要求6所述的基于旋转高频注入法的IPMSM位置观测方法，其特征在于：得到准确的位置信息包括下述步骤：1)式(11)得到综合考虑数字控制延时和滤波器延时的高频响应电流正、负序分量标幺值，对其进行矢量叉乘，如下式所示：式中，△θ为锁相误差；△θr为位置误差，ε＝-3Tsωr，ε为残差；当估计的电角频率收敛电机真实电角频率，即此时，2)由式(14)得锁相误差信号经锁相环得估计的电角频率和估计位置如下式所示：式中:Kp为锁相环的比例系数，Ki为锁相环的积分系数，s为拉普拉斯算子；3)最后针对残差对估计位置进行补偿...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨淑英，刘善宏，谢震，张兴，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。