电机转子位置观测方法、装置、转子位置观测器及介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电机转子位置观测方法、装置、转子位置观测器及介质，方法包括：在向电机d轴注入高频脉冲时，确定三路调制的六个比较值；根据比较值Act22确定第一、第二电流采样触发值；根据六个比较值对电机进行控制，并根据第一、第二电流采样触发值对电机进行电流采样，获得第一、第二采样电流，以及根据第一、第二采样电流确定电机的q轴电流；根据第二电流采样触发值和比较值Act12确定第二电流采样触发值触发后作用的有效电压矢量；根据有效电压矢量对q轴电流进行补偿，并根据补偿后的q轴电流估算电机的转子位置。由此，能提高电机转子位置观测精度。位置观测精度。位置观测精度。

【技术实现步骤摘要】
电机转子位置观测方法、装置、转子位置观测器及介质


[0001]本专利技术涉及电机控制
，尤其涉及一种电机转子位置观测方法、装置、转子位置观测器及介质。

技术介绍

[0002]基于高频注入的电机无位置传感器控制方法实现简单，成本低，在低速区域具有较好的控制性能，可以实现电机的低速负载启动。该方法是在d轴注入周期性的正负脉冲，对脉冲引起的q轴高频电流响应进行采样，将高频电流响应送入锁相环求解得到电机的估计位置。传统的观测器方法在中高速区域具有较好的性能，而在低速区域无法收敛，因此高频注入法具有很高的实际应用价值。
[0003]单电阻采样技术是通过利用直流负母线上的采样电阻对电流进行采样，一个控制周期内需要采样两次，分别在两个有效电压矢量(也即非零电压矢量)作用时间内进行采样，采样结束后根据电压矢量情况，判断采样电流所属相序。在单电阻采样时，为了减少两相电流采样不同时对电流采样带来的误差，一般会尽可能将两个采样时刻靠近，通常在第2个或者第5个开关管动作时刻的前后。但是，此种采样方式的采样点时刻会发生变化，从而引入采样误差，通过此采样电流计算得到的估计位置，往往具有较大误差。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的第一个目的在于提出一种电机转子位置观测方法，能够有效提高单电阻采样的采样电流精度，进而提高电机转子位置观测的精度。
[0005]本专利技术的第二个目的在于提出另一种电机转子位置观测方法。
[0006]本专利技术的第三个目的在于提出一种计算机可读存储介质。
[0007]本专利技术的第四个目的在于提出一种转子位置观测器。
[0008]本专利技术的第五个目的在于提出一种电机转子位置观测装置。
[0009]本专利技术的第六个目的在于提出另一种电机转子位置观测装置。
[0010]为达到上述目的，本专利技术第一方面实施例提出一种电机转子位置观测方法，包括：在向电机d轴注入高频脉冲时，确定单电阻采样下输出所需电压矢量所对应的三路调制的六个比较值Act11、Act21、Act31、Act32、Act22、Act12；根据比较值Act22确定第一电流采样触发值和第二电流采样触发值；根据六个比较值Act11、Act21、Act31、Act32、Act22、Act12对电机进行控制，并根据第一电流采样触发值和第二电流采样触发值对电机进行电流采样，获得第一采样电流和第二采样电流，以及根据第一采样电流和第二采样电流确定电机的q轴电流；根据第二电流采样触发值和比较值Act12确定第二电流采样触发值触发后作用的有效电压矢量；根据有效电压矢量对q轴电流进行补偿，并根据补偿后的q轴电流估算电机的转子位置。
[0011]根据本专利技术实施例的电机转子位置观测方法，通过根据第二电流采样触发值和比
较值Act12确定第二电流采样触发值触发后作用的有效电压矢量，并根据有效电压矢量对q轴电流进行补偿，以及补偿后的q轴电流估算电机的转子位置，能够有效提高单电阻采样的采样电流精度，进而提高电机转子位置观测的精度。
[0012]为达到上述目的，本专利技术第二方面实施例提出另一种电机转子位置观测方法，包括：在向电机d轴注入高频脉冲时，确定单电阻采样下输出所需电压矢量所对应的三路调制的六个比较值Act11、Act21、Act31、Act32、Act22、Act12；根据比较值Act21确定第一电流采样触发值和第二电流采样触发值；根据六个比较值Act11、Act21、Act31、Act32、Act22、Act12对电机进行控制，并根据第一电流采样触发值和第二电流采样触发值对电机进行电流采样，获得第一采样电流和第二采样电流，以及根据第一采样电流和第二采样电流确定电机的q轴电流；根据第一电流采样触发值和比较值Act11确定第一电流采样触发值触发前作用的有效电压矢量；根据有效电压失量对q轴电流进行补偿，并根据补偿后的q轴电流估算电机的转子位置。
[0013]根据本专利技术实施例的电机转子位置观测方法，通过根据第一电流采样触发值和比较值Act11确定第一电流采样触发值触发前作用的有效电压矢量，并根据有效电压矢量对q轴电流进行补偿，以及根据补偿后的q轴电流估算电机的转子位置，能够有效提高单电阻采样的采样电流精度，进而提高电机转子位置观测的精度。
[0014]为达到上述目的，本专利技术第三方面实施例提出一种计算机可读存储介质，其上存储有电机转子位置观测程序，该电机转子位置观测程序被处理器执行时实现前述第一方面实施例或第二方面实施例的电机转子位置观测方法。
[0015]根据本专利技术实施例的计算机可读存储介质，基于前述的电机转子位置观测方法，能够有效提高单电阻采样的采样电流精度，进而提高电机转子位置观测的精度。
[0016]为达到上述目的，本专利技术第四方面实施例提出一种转子位置观测器，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的电机转子位置观测程序，处理器执行电机转子位置观测程序时，实现前述第一方面实施例或第二方面实施例的电机转子位置观测方法。
[0017]根据本专利技术实施例的转子位置观测器，基于前述的电机转子位置观测方法，能够有效提高单电阻采样的采样电流精度，进而提高电机转子位置观测的精度。
[0018]为达到上述目的，本专利技术第五方面实施例提出一种电机转子位置观测装置，包括：第一确定模块，用于在向电机d轴注入高频脉冲时确定单电阻采样下输出所需电压矢量所对应的三路调制的六个比较值Act11、Act21、Act31、Act32、Act22、Act12；第二确定模块，用于根据比较值Act22确定第一电流采样触发值和第二电流采样触发值；控制模块，用于根据六个比较值Act11、Act21、Act31、Act32、Act22、Act12对电机进行控制，并根据第一电流采样触发值和第二电流采样触发值对电机进行电流采样，获得第一采样电流和第二采样电流，以及根据第一采样电流和第二采样电流确定电机的q轴电流；第三确定模块，用于根据第二电流采样触发值和比较值Act12确定第二电流采样触发值触发后作用的有效电压矢量；补偿模块，用于根据有效电压矢量对q轴电流进行补偿；控制模块还用于，根据补偿后的q轴电流估算电机的转子位置。
[0019]根据本专利技术实施例的电机转子位置观测装置，通过根据第二电流采样触发值和比较值Act12确定第二电流采样触发值触发后作用的有效电压矢量，并根据有效电压矢量对q
轴电流进行补偿，以及补偿后的q轴电流估算电机的转子位置，能够有效提高单电阻采样的采样电流精度，进而提高电机转子位置观测的精度。
[0020]为达到上述目的，本专利技术第六方面实施例提出另一种电机转子位置观测装置，包括：第一确定模块，用于在向电机d轴注入高频脉冲时，确定单电阻采样下输出所需电压矢量所对应的三路调制的六个比较值Act11、Act21、Act31、Act32、Act22、Act12；第二确定模块，用于根据比较值Act21确定第一电流采样触发值和第二电流采样触发值；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电机转子位置观测方法，其特征在于，包括：在向电机d轴注入高频脉冲时，确定单电阻采样下输出所需电压矢量所对应的三路调制的六个比较值Act11、Act21、Act31、Act32、Act22、Act12；根据比较值Act22确定第一电流采样触发值和第二电流采样触发值；根据所述六个比较值Act11、Act21、Act31、Act32、Act22、Act12对电机进行控制，并根据所述第一电流采样触发值和所述第二电流采样触发值对所述电机进行电流采样，获得第一采样电流和第二采样电流，以及根据所述第一采样电流和所述第二采样电流确定所述电机的q轴电流；根据所述第二电流采样触发值和比较值Act12确定所述第二电流采样触发值触发后作用的有效电压矢量；根据所述有效电压失量对所述q轴电流进行补偿，并根据补偿后的q轴电流估算所述电机的转子位置。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述有效电压失量对所述q轴电流进行补偿，包括：根据电压矢量所处扇区确定所述有效电压矢量的q轴分量；根据所述有效电压矢量的q轴分量对所述q轴电流进行补偿。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述有效电压矢量的q轴分量对所述q轴电流进行补偿，包括：根据所述有效电压矢量的q轴分量和电机电压方程确定补偿电流；将所述补偿电流叠加到所述q轴电流，获得补偿后的q轴电流。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据以下公式确定所述补偿电流：ΔIq＝Vqcomp/(R+L/(Terr*t))其中，
△
Iq为所述补偿电流，Vqcomp为所述有效电压矢量的q轴分量，R为电机电阻，L为电机电感，Terr为所述第二电流采样触发值与所述比较值Act12之差，t为三角波载波的计数时间间隔。5.根据权利要求2
‑
4中任一项所述的方法，其特征在于，根据电压矢量所处扇区确定所述有效电压矢量的q轴分量，包括：根据所述电压失量所处扇区获取相应的几何公式；根据所述有效电压矢量、上一控制周期的电机转子位置以及相应的几何公式确定所述有效电压矢量的q轴分量。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，通过以下方式确定所述有效电压矢量的q轴分量：当所述电压失量所处扇区为扇区I、III和V时，Vqcomp＝
‑
Vcomp*sin(θ1)，其中，扇区I对应的θ1为θ
e
，扇区III对应的θ1为θ
e
‑
120
°
，扇区V对应的θ1为θ
e
‑
240
°
；当所述电压失量所处扇区为扇区II、IV和VI时，Vqcomp＝Vcomp*sin(60
°‑
θ1)，其中，扇区II对应的θ1为θ
e
‑
60
°
，扇区IV对应的θ1为θ
e
‑
180
°
，扇区VI对应的θ1为θ
e
‑
300
°
，Vqcomp为所述有效电压矢量的q轴分量，Vcomp为所述有效电压矢量，θ
e
为所述上一控制周期的电机转子位置。7.根据权利要求1
‑
4中任一项所述的方法，其特征在于，根据以下公式确定所述有效电
压矢量：Vcomp＝(2/3)*Udc*Terr/Nperiod其中，Nperiod为三角波载波顶点计数值，Vcomp为所述有效电压矢量，Udc为直流母线电压，Terr所述第二电流采样触发值与所述比较值Act12之差。8.根据权利要求1
‑
4中任一项所述的方法，其特征在于，根据以下公式确定所述第一电流采样触发值和所述第二电流采样触发值：Trig1＝Act22+Tsample；Trig2＝Act22
‑
Tdead
‑
Tup；其中，Trig1为所述第一电流采样触发值，Trig2为所述第二电流采样触发值，Tsample为硬件采样所需时间，Tdead为死区时间，Tup为电流上升至稳定的时间。9.一种电机转子位置观测方法，其特征在于，包括：在向电机d轴注入高频脉冲时，确定单电阻采样下输出所需电压矢量所对应的三路调制的六个比较值Act11、Act21、Act31、Act32、Act22、Act12；根据比较值Act21确定第一电流采样触发值和第二电流采样触发值；根据所述六个比较值Act11、Act21、Act31、Act32、Act22、Act12对电机进行控制，并根据所述第一电流采样触发值和所述第二电流采样触发值对所述电机进行电流采样，获得第一采样电流和第二采样电流，以及根据所述第一采样电流和所述第二采样电流确定所述电机的q轴电流；根据所述第一电流采样触发值和比较值Act11确定所述第一电流采样触发值触发前作用的有效电压矢量；根据所述有效电压失量对所述q轴电流进行补偿，并根据补偿后的q轴电流估算所述电机的转子位置。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述根据所述有效电压失量对所述q轴电流进行补偿，包括：根据电压矢量所处扇区确定所述有效电压矢量的q轴分量；根据所述有效电压矢量的q轴分量对所述q轴电流进行补偿。11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，根据所述有效电压矢量的q轴分量对所述q轴电流进行补偿，包括：根据所述有效电压矢量的q轴分量和电机电压方程确定补偿电流；将所述q轴电流减去所述补偿电流，获得补偿后的q轴电流。1...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志宇，许培林，陈辉，秦向南，
申请(专利权)人：美的威灵电机技术上海有限公司，
类型：发明
国别省市：