【技术实现步骤摘要】
基于三次谐波空间高频方波信号注入的五相IPMSM无位置传感器控制方法
本专利技术涉及多相电机无位置传感器控制
，特别涉及一种基于三次谐波空间高频方波信号注入的五相IPMSM无位置传感器控制。适用于电动汽车、船舶推进、风力发电系统等位置估计精度要求高或者位置传感器使用受限的场合。
技术介绍
内嵌式永磁同步电机(IPMSM)凭借高转矩密度、高功率密度、宽调速范围等优势，被广泛应用于电动汽车、船舶推进、风力发电等工业与生活的各个领域。近年来，电力电子技术、永磁材料、多相电机设计与优化技术的快速发展，使得多相电机的驱动控制成为国内外专家学者关注和研究的热点。在电机驱动控制系统中，高精度的速度和位置角反馈信息是必不可少的。但是，位置传感器的安装带来了重量和体积的增加、成本的提高以及可靠性的降低等一系列问题。此外，一些空间受到限制以及一些环境恶劣的场合，给位置传感器的安装带来了困难。因此，无位置传感器控制策略的应用可以降低控制系统的成本和复杂程度，并提高估计精度和系统可靠性。无位置传感器控制策略可以分为两大...
【技术保护点】
1.一种基于三次谐波空间高频方波信号注入的五相IPMSM无位置传感器控制方法，其步骤如下：/n步骤1：将高频方波电压信号注入到五相IPMSM的三次谐波空间，通过电流传感器获得电机的相电流i
【技术特征摘要】
1.一种基于三次谐波空间高频方波信号注入的五相IPMSM无位置传感器控制方法，其步骤如下：
步骤1：将高频方波电压信号注入到五相IPMSM的三次谐波空间，通过电流传感器获得电机的相电流ia,ib,ic,id,ie，根据Clarke变换得到三次谐波空间中两相静止坐标系下的电流iα3和iβ3，再通过带通滤波器获取高频电流分量iαh3和iβh3；
步骤2：对步骤1中得到的高频电流分量进行离散化处理，得到相邻采样时刻的高频电流差值分量Δiαh3和Δiβh3，再对该差值进行符号调制得到高频电流包络分量Δicos3和Δisin3；
步骤3：将步骤2中得到的高频电流包络分量作为锁相环的输入信号，得到位置误差信号ε3；
步骤4：将步骤3中的位置误差信号分别通过PI控制器和积分器，可以得到电机的估计转速和估计位置角信息；
步骤5：将步骤4中得到的估计转速除以3之后作为系统的反馈转速，估计位置角参与锁相环中位置误差信号的计算，估计位置角除以3之后参与坐标变换。采用将基波空间给定电流id1*、三次谐波空间给定电流id3*和iq3*都控为0的矢量控制方式，实现五相IPMSM的无位置传感器控制并有效降低其运行时的转矩脉动。
2.根据权利要求1所述的一种基于三次谐波空间高频方波信号注入的五相IPMSM无位置传感器控制方法，其特征在于，步骤1中的五相IPMSM的数学模型为：
其中，ud1、uq1、id1、iq1、Ld1、Lq1、ψm1和ud3、uq3、id3、iq3、Ld3、Lq3、ψm3分别为基波空间和三次谐波空间中的定子电压、电流、电感和磁链幅值；
如果电机运行在零速或者低速区域且注入的信号频率足够高，则电机中的反电势、旋转压降、电阻压降等成分的含量就会很小且可以被忽略不计，因此，电机在三次谐波空间的高频数学模型可以表示为：
其中，udh3、uqh3和idh3、iqh3分别为三次谐波空间的高频电压和高频电流；
在三次谐波空间中注入的高频方波电压信号可以表示为：
其中，Uh和T分别为高频方波电压信号的幅值和周期；为避免坐标变换和简化控制系统结构，本发明采用三次谐波空间中静止坐标系下的高频电流iαh3和iβh3来进行电机转子位置的估计，其电流微分表达式为：
其...
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