永磁同步电机的低速无速度传感器MTPA控制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种永磁同步电机的低速无速度传感器MTPA控制方法及系统，本发明专利技术首先在α‑β轴上注入高频正交电压信号，同时提取并记录一个高频信号周期内α‑β轴上的高频响应电流值。利用本发明专利技术提出的信号构造方法，对高频响应电流值做构造处理，通过运算从而识别出电机转子位置和速度、转子磁链和电感参数，将识别结果用于低速无速度传感器MTPA控制使永磁同步电机稳定运行，本发明专利技术信号处理过程简单，能够有效提高IPMSM低速无传感器控制系统的效率。

【技术实现步骤摘要】
永磁同步电机的低速无速度传感器MTPA控制方法及系统
本专利技术涉及永磁同步电机无速度传感器领域，具体涉及一种永磁同步电机的低速无速度传感器MTPA控制方法及系统，用于提高内置式永磁同步电机低速无速度传感器控制系统的效率。
技术介绍
损耗小、效率高、功率密度大、转矩脉动小等显著优点使得内置式永磁同步电机(InteriorPermanentMagnetSynchronousMachine,IPMSM)得到了广泛的应用。同时，永磁同步电机无速度传感器控制技术的应用进一步简化了驱动控制系统的结构，提高了系统的可靠性，使得永磁同步电机的应用范围得到了进一步的推广。目前，已经提出了多种无速度传感器控制方法，以提高可靠性并降低永磁同步电机速度控制系统的成本。注入法广泛应用于永磁同步电机低速段无传控制。但是，注入法会增加电动机的损耗。而采用最大转矩电流比(MTPA)控制可以有效地提高基于注入法的IPMSM无传感器控制系统的效率。MTPA方法主要分为三类：查表法，信号注入法和公式法。查表法包括实验方法和有限元分析方法。查表法很复杂，不能准确地动态跟踪M本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种永磁同步电机的低速无速度传感器MTPA控制方法，其特征在于，包括：/n1)向永磁同步电机的α-β轴注入高频正交电压信号；/n2)在一个高频信号周期T内记录α-β轴的高频响应电流，并根据高频响应电流获取差值电感电流正弦项I

【技术特征摘要】
1.一种永磁同步电机的低速无速度传感器MTPA控制方法，其特征在于，包括：
1)向永磁同步电机的α-β轴注入高频正交电压信号；
2)在一个高频信号周期T内记录α-β轴的高频响应电流，并根据高频响应电流获取差值电感电流正弦项Isin、差值电感电流余弦项Icos以及平均电感电流IL；
3)利用差值电感电流正弦项Isin、差值电感电流余弦项Icos估计得到估计转速ωe；
4)利用得到的差值电感电流正弦项Isin、差值电感电流余弦项Icos以及平均电感电流IL，计算得到电机的直轴电感Ld和交轴电感Lq；根据直轴电感Ld、交轴电感Lq和估计转子位置角度θg计算出转子磁链ψf；
5)利用直轴电感Ld和交轴电感Lq和转子磁链ψf采用MTPA公式法计算得到d轴电流参考值IdMTPA，根据d轴参考电流IdMTPA和估计转速ωe实现双闭环控制。


2.根据权利要求1所述的永磁同步电机的低速无速度传感器MTPA控制方法，其特征在于，步骤1)中向永磁同步电机的α-β轴注入高频正交电压信号时，α轴注入的高频正交电压信号Uαh比β轴注入的高频正交电压信号Uβh超前九十度。


3.根据权利要求2所述的永磁同步电机的低速无速度传感器MTPA控制方法，其特征在于，步骤1)中高频正交电压信号的幅值Uh为0.2倍电机额定电压UN。


4.根据权利要求1所述的永磁同步电机的低速无速度传感器MTPA控制方法，其特征在于，步骤2)中在一个高频信号周期T内记录α-β轴的高频响应电流时，分别将高频信号周期T内第1～4个采样时刻采样得到的α轴的高频响应电流记为iαh1,iαh2,iαh3,iαh4，将高频信号周期T内第1～4个采样时刻采样得到的β轴的高频响应电流记为iβh1,iβh2,iβh3,iβh4，；根据高频响应电流通过信号构造的方法获取的差值电感电流正弦项Isin的计算函数表达式为：



差值电感电流余弦项Icos的计算函数表达式为：



平均电感电流IL的计算函数表达式为：



在高频响应电流中包含有电机的交、直轴电感和转子位置信息，通过上述信号构造式可以获得电机的交、直轴电感和转子位置信息。在所给高频正交电压信号下，通过理论推导得到的差值电感电流正弦项Isin、差值电感电流余弦项Icos、平均电感电流IL分别为：





5.根据权利要求1所述的永磁同步电机的低速无速度传感器MTPA控制方法，其特征在于，步骤3)的步骤包括：
3.1)利...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄科元，雷洲，周佳新，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43