基于相电流和反正切函数的无感转子位置检测方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于相电流和反正切函数的无感转子位置检测方法及系统，包括：基于永磁同步电机中逆变器的三个下桥臂分别预先串联的三个电阻获取电机三相绕组电流；根据所述电机三相绕组电流组合反正切函数估算所述永磁同步电机的转子位置。本发明专利技术直接获取同步电机逆电器下桥臂的相电流再组合反正切函数估算出转子位置，方法无需依赖电机参数，计算量小，提高了转子位置估算精度。提高了转子位置估算精度。提高了转子位置估算精度。

【技术实现步骤摘要】
基于相电流和反正切函数的无感转子位置检测方法及系统


[0001]本专利技术涉及电机转子位置检测领域，特别是涉及一种基于相电流组合反正切函数的无感转子位置检测方法及系统。

技术介绍

[0002]目前，永磁同步电机转子位置检测方法可分为两类：有传感器检测技术和无传感器检测技术。有传感器检测技术通常采用光电编码器、旋转变压器等，优点是检测精度高，不依赖于电机参数，但存在体积大、连线多、可靠性低、后期维护成本高等缺点。无传感器检测技术虽然克服了有传感器检测技术的缺点，但无传感器检测技术低速时主要利用电机的凸极饱和效应采用高频信号注入法估算电机的转子位置，中高速时，通过电机的反电动势提取位置信息，如滑模观测法、卡尔曼滤波法、模型参考自适应法等，使得存在算法复杂，计算量大，对电机参数依赖性强，估算精度低等缺点。为了解决无传感器位置检测算法的估算精度低的问题，本专利技术提出一种新的位置检测方法。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种基于相电流和反正切函数的无感转子位置检测方法及系统，在一个开关周期内采样逆变器下桥臂串联电阻上的相电压重构出电机三相绕组电流，根据三相绕组电流组合反正切函数估算出转子位置，无需依赖电机参数，计算量小，提高了转子位置估算精度。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0005]本专利技术提供一种基于相电流和反正切函数的无感转子位置检测方法，包括：
[0006]基于永磁同步电机中逆变器的下桥臂分别预先串联的电阻获取电机三相绕组电流；<br/>[0007]根据所述电机三相绕组电流组合反正切函数估算所述永磁同步电机的转子位置。
[0008]可选的，所述基于永磁同步电机中逆变器的三个下桥臂分别预先串联的三个电阻获取电机三相绕组电流，具体包括：
[0009]在一个开关周期内采样所述逆变器的三个或两个所述下桥臂上预先串联的三个或两个所述电阻上的电压；
[0010]根据三个或两个所述电阻上的电压重构所述电机三相绕组电流。
[0011]可选的，根据所述电机三相绕组电流组合反正切函数估算所述永磁同步电机转子位置，具体包括：
[0012]根据所述电机三相绕组电流和所述反正切函数确定转子电角度计算公式；所述转子电角度计算公式为
[0013][0014]其中，i
a
和i
b
分别表示A相绕组电流和B相绕组电流；
[0015]根据所述转子电角度计算公式确定所述永磁同步电机转子位置。
[0016]可选的，根据所述电机三相绕组电流组合反正切函数估算所述永磁同步电机转子位置，具体包括：
[0017]所述电机三相绕组电流确定两相静止坐标系下α
‑
β轴电流，
[0018]根据所述两相静止坐标系下α
‑
β轴电流和所述反正切函数确定转子电角度计算公式；所述转子电角度计算公式为
[0019][0020]根据所述转子电角度计算公式估算确定所述永磁同步电机的转子位置。
[0021]可选的，根据所述电机三相绕组电流确定两相静止坐标系下α
‑
β轴电流的表达式为：
[0022][0023]i
a
、i
b
和i
c
为电机三相电流。
[0024]可选的，所述根据所述转子电角度计算公式确定所述永磁同步电机的转子位置，具体包括：
[0025]根据所述转子电角度确定转子的机械角度；
[0026]根据所述转子的机械角度确定所述转子位置。
[0027]可选的，所述转子的机械角度表达式为：其中，P表示电机极对数。
[0028]可选的，所述方法还包括：根据所述转子电角度确定所述转子的速度。
[0029]可选的，所述转子的速度的计算公式为：ω＝∫θdt。
[0030]本专利技术还提供一种基于相电流和反正切函数的无感转子位置检测系统，包括：
[0031]相电流获取模块，用于基于永磁同步电机中逆变器的三个下桥臂分别预先串联的三个电阻获取电机三相绕组电流；
[0032]位置估算模块，用于根据所述电机三相绕组电流和反正切函数估算所述永磁同步电机的转子位置。
[0033]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
[0034]本专利技术涉及一种基于相电流和反正切函数的无感转子位置检测方法及系统，包括：基于永磁同步电机中逆变器的三个下桥臂分别预先串联的三个电阻获取电机三相绕组电流；根据所述电机三相绕组电流组合反正切函数估算所述永磁同步电机的转子位置。本专利技术直接获取同步电机逆电器下桥臂的相电流再组合反正切函数估算出转子位置，方法无需依赖电机参数，计算量小，提高了转子位置估算精度。
附图说明
[0035]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0036]图1为本专利技术实施例1提供的一种基于相电流和反正切函数的无感转子位置检测方法流程图；
[0037]图2为本专利技术实施例1提供的三个下桥臂均串联电阻的电流检测电路图；
[0038]图3为本专利技术实施例1提供的不同扇区三相上桥臂占空比变化曲线图；
[0039]图4为本专利技术实施例1提供的六个功率管驱动电压波形图；
[0040]图5为本专利技术实施例1提供的不同坐标之间的关系图；
[0041]图6为本专利技术实施例1提供的两个下桥臂均串联电阻的电流检测电路图。
具体实施方式
[0042]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0043]本专利技术的目的是提供一种基于相电流和反正切函数的无感转子位置检测方法及系统，在一个开关周期内采样逆变器下桥臂串联电阻上的相电压重构出电机三相绕组电流，根据三相绕组电流组合反正切函数估算出转子位置，无需依赖电机参数，计算量小，提高了转子位置估算精度。
[0044]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0045]实施例1
[0046]如图1所示，本实施例提供一种基于相电流和反正切函数的无感转子位置检测方法，包括：
[0047]S1：基于永磁同步电机中逆变器的三个下桥臂分别预先串联的三个电阻获取电机三相绕组电流；
[0048]三相绕组电流重构原理：根据SVPWM的工作原理，利用在逆变器三个下桥臂分别串
联三个电阻获取电机三相绕组电流，电流检测电路如图2所示。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于相电流和反正切函数的无感转子位置检测方法，其特征在于，包括：基于永磁同步电机中逆变器下桥臂分别预先串联的电阻获取电机三相绕组电流；根据所述电机三相绕组电流组合反正切函数估算所述永磁同步电机的转子位置。2.根据权利要求1所述的估算方法，其特征在于，所述基于永磁同步电机中逆变器的下桥臂分别预先串联的电阻获取电机三相绕组电流，具体包括：在一个开关周期内采样所述逆变器的三个或两个所述下桥臂上预先串联的三个或两个所述电阻上的电压；根据三个或两个所述电阻上的电压重构所述电机三相绕组电流。3.根据权利要求1所述的估算方法，其特征在于，根据所述电机三相绕组电流组合反正切函数估算所述永磁同步电机转子位置，具体包括：根据所述电机三相绕组电流和所述反正切函数确定转子电角度计算公式；所述转子电角度计算公式为其中，i
a
和i
b
分别表示A相绕组电流和B相绕组电流；根据所述转子电角度计算公式确定所述永磁同步电机转子位置。4.根据权利要求1所述的估算方法，其特征在于，根据所述电机三相绕组电流组合反正切函数估算所述永磁同步电机转子位置，具体包括：所述电机三相绕组电流确定两相静止坐标系下α
‑
β轴电流，根据所述两相静止坐标系下α
‑
β轴电流和所述反正...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈震，钱华，黄小飞，
申请(专利权)人：泰州职业技术学院，
类型：发明
国别省市：