一种永磁同步电机的无感转速控制方法、系统及其应用技术方案

本发明专利技术公开了一种永磁同步电机的无感转速控制方法、系统及其应用，包括获取电机的电流和电压，并对获取得到的电机的电流和电压分别进行坐标系变换，得到基于两相静止坐标系下的电压和电流。本发明专利技术通过根据基于两相坐标系下，进行构建非线性磁链观测器，而后将转换得到基于两相坐标系下的电压与电流作为磁链观测器的输入，获得基于两相坐标系的转子磁链，对获取的基于两相坐标系的转子磁链进行不同时序段的延时处理，得到多个不同时序端下的转子磁链，同时根据定子电流周期从多个转子磁链中提取出电机转速信息，得到电机转速后，与电机矢量控制相结合，形成对转速的闭环调节。形成对转速的闭环调节。形成对转速的闭环调节。

【技术实现步骤摘要】
一种永磁同步电机的无感转速控制方法、系统及其应用


[0001]本专利技术涉及电机控制
，尤其涉及一种永磁同步电机的无感转速控制方法、系统及其应用。

技术介绍

[0002]近年来，高速永磁同步电机凭借其自身的诸多优点，在现代工业与生活中应用越来越广泛。但由于安装机械传感器会使系统体积、重量和成本增加，同时，传感器易受周围环境的影响，比如：温湿度、震动等条件的干扰，降低了系统可靠性。因此，目前无位置传感器控制技术逐渐成为研究热点。
[0003]目前，常用的无传感器控制算法主要有：反电动势法、状态观测器法、模型参考自适应法等。这些方法各有优缺点，适用于不同的场景。基于模型的控制方案因其结构简单，灵活性高等优点而受关注。经典方法主要有：基于模型的自适应全阶观测器、模型参考自适应系统、滑模观测器、扩展卡尔曼滤波器。这些方法或多或少存在有对电机参数变化适应能力弱、存在高频抖振、相位滞后、计算量大等问题。在诸多电机无感控制方案中，基于同步技术的电机无感控制方案脱颖而出。基于锁相环和锁频环的方案效果是显著的，但是此方案对干扰的抑制能力是一个问题。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种永磁同步电机的无感转速控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：获取电机的电流和电压，并对获取得到的所述电机的电流和电压分别进行坐标系变换，得到基于两相静止坐标系下的电压和电流；基于两相静止坐标系中永磁同步电机的动态模型,建立非线性磁链观测器的模型；将基于两相静止坐标系下的电压和电流输入至非线性磁链观测器模型,得到所述非线性磁链观测器模型输出的基于两相静止坐标系下的转子磁链；获取基于两相静止坐标系下的定子电流周期,同时将转子磁链作为信号输入,进行不同时序段的延时处理,得到多个不同时时序段的转子磁链；根据定子电流周期和多个不同时时序段的转子磁链进行计算处理,得到电机的电角速度；将电机的电角速度转化为电机的转速,并与电机的电机矢量控制进行反馈。2.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机的无感转速控制方法，其特征在于，对获取得到的所述电机的电流和电压分别进行坐标系变换包括：通过park变换、clark变换中一种或多种组合，获得基于两相静止坐标系下的电压和电流。3.根据权利要求2所述的一种永磁同步电机的无感转速控制方法，其特征在于，建立非线性磁链观测器模型的方法包括：将两相静止坐标系定义为αβ，在αβ坐标系下，电机的动态模型为：将两相静止坐标系定义为αβ，在αβ坐标系下，电机的动态模型为：其中，i
αβ
＝[i
α i
β
]
T
是定子电流，v
αβ
＝[v
α v
β
]
T
是电动机端电压，R
s
为定子电阻，L是定子电感，ψ
m
是永磁体磁链，T
e
是电磁转矩，P是极对数；建立非线性磁链观测器模型的方法还包括：首先定义一个新的状态变量为：令变量y为：y＝
‑
R
s
i
αβ
+v
αβ
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
式4将式1、式3和式4相结合，得下式：定义一个向量函数η:如下式：η(x)＝x
‑
Li
αβ
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
式6将式3和式6相结合，得到向量函数η(x)的欧几里得范数为：
至此，建立的非线性磁链观测器模型为：其中，是观测器的状态变量，γ＞0是观测器的增益，是与ψ
m
之间距离的平方。4.根据权利要求3所述的一种永磁同步电机的无感转速控制方法，其特征在于，建立非线性磁链观测器模型的方法还包括：对磁链观测器输出的角度θ进行重构；具体的，所述对磁链观测器输出的角度θ进行重构的方法包括：从式3中推导出：继而定义得到：最终得到：其...

【专利技术属性】
技术研发人员：范罗荣，樊明迪，王浩然，杨勇，戴志勇，徐义国，
申请(专利权)人：无锡市航鹄精密机械有限公司，
类型：发明
国别省市：