一种脉振高频注入无位置传感器的控制方法和控制系统技术方案

本发明专利技术提供了一种脉振高频注入无位置传感器的控制方法和控制系统，可以先通过当前运行状态下的d轴电流I

【技术实现步骤摘要】
一种脉振高频注入无位置传感器的控制方法和控制系统


[0001]本专利技术涉及永磁同步电机
，尤其涉及一种脉振高频注入无位置传感器的控制方法和控制系统。

技术介绍

[0002]永磁同步电机的高性能调速控制，一般都需要位置传感器，比如旋转编码器、光电编码器等。安装位置传感器不仅成本高、体积大、机械可靠性低，还会带来安装时的同心度问题，采用高可靠性的无位置传感器控制算法是一种有效的解决方案。
[0003]已有的基于电机反电势的六相永磁同步电机无位置传感器控制方法，当电机运行在低速或零速时，由于电机反电势很小或为零，造成这些控制方法失效。
[0004]永磁同步电机运行在零低速时，常采用基于电机凸极效应的高频电压信号注入算法，可以在不同的参考坐标系下注入不同形式的电压信号，其中比较成熟的有高频脉振方波电压信号注入法。
[0005]脉振高频电压注入法是向估计的两相旋转坐标系的直轴上注入高频正弦电压信号，由此产生一个高频脉振的磁场，该电压信号能够激励电机产生电感饱和效应，使得表贴式永磁同步电机呈现“凸极性”，通过检测包含有转子位置信息的高频电流响应，将此响应信号解调后就可得到转子位置与转速，从而实现无位置传感器控制；基于高频信号注入的无位置传感器控制方法依靠电机的凸极特性，不依赖电机参数和反电势，通过位置估算实现低速和零速下高精度控制，因而具有宽广的应用前景。
[0006]参见附图1，常用的脉振高频注入法，在d轴注入高频电压U
dh
，注入幅值恒定的高频电压U
dhr/>时，当运行工作点基波电流Id*变小，电机磁饱和程度下降，L
dh
增大，高频电流I
dh
会变小，会产生信号提取困难问题；而当运行工作点基波电流Id*变大，电机磁饱和程度增强，L
dh
减小，高频电流I
dh
变大，又会使控制系统产生噪声问题。

技术实现思路

[0007]为了克服上述技术缺陷，本专利技术的目的在于提供一种可以保持高频电流基本不变的脉振高频注入无位置传感器的控制方法和控制系统。
[0008]本专利技术公开了一种脉振高频注入无位置传感器的控制方法，包括如下步骤：设定高频电流I
dh
波动的预设范围；获取永磁同步电机的逆变器当前运行状态下的d轴电流I
d
和q轴电流I
q
，通过d轴电流I
d
和q轴电流I
q
获取当前运行状态下的电感L
dh
；根据公式I
dh
＝U
dh
/ωh
·
L
dh
调节高频电压U
dh
使得高频电流I
dh
不超过预设范围，其中ωh
·
L
dh
为电机的d轴高频阻抗，ωh为高频注入频率；或设定目标高频电流I
dhref
，实时采样实际高频电流I
dh
，并获取所述目标高频电流I
dhref
与所述实际高频电流I
dh
的差值ΔI
dh
，将所述差值ΔI
dh
输入闭环调节器，所述闭环调节器输出目标高频电压U
dhref
，依据所述目标高频电压U
dhref
的值注入高频电压；或获取永磁同步电机的逆变器当前运行状态下的d轴电流I
d
和q轴电流I
q
，通过深度学习的神经网络计算获取当前的d轴电流I
d
、q轴电流I
q
所对应的目标高频电压U
dh
，依据所述目
标高频电压U
dhref
的值注入高频电压。
[0009]优选的，所述通过d轴电流I
d
和q轴电流I
q
获取当前运行状态下的电感L
dh
包括：建立d轴电流I
d
、q轴电流I
q
和电感L
dh
的离线表格，根据所述离线表格查找到不同的d轴电流I
d
、q轴电流I
q
所对应的电感L
dh
。
[0010]优选的，所述建立d轴电流I
d
、q轴电流I
q
和电感L
dh
的离线表格包括：通过电机仿真获取d轴电流I
d
、q轴电流I
q
和电感Ldh之间的对应关系数据集，通过所述对应关系数据集建立所述离线表格；或通过离线测试获取d轴电流I
d
、q轴电流I
q
和电感Ldh之间的对应关系数据集，通过所述对应关系数据集建立所述离线表格。
[0011]优选的，所述根据公式I
dh
＝U
dh
/ωh
·
L
dh
，调节高频电压U
dh
使得任意时刻的高频电流I
dh
之间的变化值不超过预设变化值包括：以预设时间段为间隔调节高频电压U
dh
，使得任意时刻的高频电流I
dh
不超过所述预设范围，或使得每次调节后的高频电流I
dh
不超过所述预设范围。
[0012]优选的，所述以预设时间段为间隔调节高频电压U
dh
，使得任意时刻的高频电流I
dh
不超过预设范围包括：实时监测高频电流I
dh
，若当前高频电流I
dh
超过所述预设范围，则通过调节器调节当前高频电流I
dh
使得当前高频电流I
dh
位于所述预设范围内。
[0013]优选的，所述通过深度学习的神经网络计算获取不同的d轴电流I
d
、q轴电流I
q
所对应的高频电压U
dh
包括：所述神经网络学习：在高频电流I
dh
的所述预设范围内，不同的d轴电流I
d
、q轴电流I
q
所对应的高频电压U
dh
；根据不同的d轴电流I
d
、q轴电流I
q
获取所对应的高频电压U
dh
。
[0014]本专利技术还公开了一种脉振高频注入无位置传感器的控制系统，包括相连接的处理模块、和神经网络模块；所述处理模块设定高频电流I
dh
波动的预设范围，并获取永磁同步电机的逆变器当前运行状态下的d轴电流I
d
和q轴电流I
q
，通过d轴电流I
d
和q轴电流I
q
获取当前运行状态下的电感L
dh
；根据公式I
dh
＝U
dh
/ωh
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种脉振高频注入无位置传感器的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：设定高频电流I
dh
波动的预设范围；获取永磁同步电机的逆变器当前运行状态下的d轴电流I
d
和q轴电流I
q
，通过d轴电流I
d
和q轴电流I
q
获取当前运行状态下的电感L
dh
；根据公式I
dh
＝U
dh
/ωh
·
L
dh
调节高频电压U
dh
使得高频电流I
dh
不超过预设范围，其中ωh
·
L
dh
为电机的d轴高频阻抗，ωh为高频注入频率；或设定目标高频电流I
dhref
，实时采样实际高频电流I
dh
，并获取所述目标高频电流I
dhref
与所述实际高频电流I
dh
的差值ΔI
dh
，将所述差值ΔI
dh
输入闭环调节器，所述闭环调节器输出目标高频电压U
dhref
，依据所述目标高频电压U
dhref
的值注入高频电压；或获取永磁同步电机的逆变器当前运行状态下的d轴电流I
d
和q轴电流I
q
，通过深度学习的神经网络计算获取当前的d轴电流I
d
、q轴电流I
q
所对应的目标高频电压U
dh
，依据所述目标高频电压U
dhref
的值注入高频电压。2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述通过d轴电流I
d
和q轴电流I
q
获取当前运行状态下的电感L
dh
包括：建立d轴电流I
d
、q轴电流I
q
和电感L
dh
的离线表格，根据所述离线表格查找到不同的d轴电流I
d
、q轴电流I
q
所对应的电感L
dh
。3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述建立d轴电流I
d
、q轴电流I
q
和电感L
dh
的离线表格包括：通过电机仿真获取d轴电流I
d
、q轴电流I
q
和电感Ldh之间的对应关系数据集，通过所述对应关系数据集建立所述离线表格；或通过离线测试获取d轴电流I
d
、q轴电流I
q
和电感Ldh之间的对应关系数据集，通过所述对应关系数据集建立所述离线表格。4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述根据公式I
dh
＝U
dh
/ωh
·
L
dh
，调节高频电压U
dh
使得任意时刻的高频电流I
dh
之间的变化值不超过预设...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海鑫，丰树帅，
申请(专利权)人：臻驱科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：