【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电励磁双凸极电机领域，尤其是一种基于励磁建压法的电励磁双凸极电机初始位置估计方法。
技术介绍
1、电励磁双凸极电机拥有转子结构简单、制造成本低、容错能力强、故障时能够及时灭磁等优势，有较为宽广的应用前景。准确地确定转子初始位置是电励磁双凸极电机能够无反转并且快速起动的关键，在传统的电机系统中通常安装机械式位置传感器来检测位置信息，但是位置传感器容易受到高温震动等环境因素的影响而发生故障，会降低系统的可靠性，且位置传感器的体积较大，降低了系统的功率密度。因此，研究无位置传感器下的初始位置检测方法具有重要意义。
2、目前有一些做法会通过脉冲注入法来实现无位置传感器下的初始位置检测方法，比如；j.cai公开的“initial rotor position estimation and sensorless control ofsrm based on coordinate transformation”(ieee transactions on instrumentationand measurement,vol.64,no.4,pp.1004-1018,april 2015)论文中通过向三相绕组注入脉冲并计算三相自感，再将三相自感进行坐标变换与归一化，将自感近似为一个三角函数，通过反三角函数来获取初始位置。但是一方面，通过脉冲注入计算电感，需要计算脉冲电流的斜率，在计算上较为复杂；另一方面，为了防止电机抖动、减小电流损耗，注入脉冲时长不可过长，但较小的脉冲电流在计算时易产生较大的误差，结合存在的采样误差与电流的
技术实现思路
1、本申请针对上述问题及技术需求，提出了一种基于励磁建压法的电励磁双凸极电机初始位置估计方法，本申请的技术方案如下：
2、一种基于励磁建压法的电励磁双凸极电机初始位置估计方法，该电励磁双凸极电机初始位置估计方法包括：
3、在电励磁双凸极电机静止状态下给励磁绕组注入励磁电流进行励磁建压，并采样电流上升期间的三相励磁感应电压；
4、基于三相励磁感应电压与位置角之间的余弦级数表达式对三相励磁感应电压进行变换，得到对三相励磁感应电压与位置角的关系曲线消除直流分量和高次谐波分量后的处理后曲线；
5、对处理后曲线进行反三角函数操作，得到电励磁双凸极电机的转子初始位置的估计值。
6、其进一步的技术方案为，采用余弦级数表达式的三相励磁感应电压与位置角的关系曲线包括直流分量、基波分量和2-4次谐波分量；对三相励磁感应电压进行变换包括：
7、对三相励磁感应电压进行坐标变换消除三相励磁感应电压与位置角的关系曲线中的直流分量和3n次谐波分量；
8、对坐标变换后的三相励磁感应电压进行归一化处理消除三相励磁感应电压与位置角的关系曲线中的2次谐波分量和4次谐波分量。
9、其进一步的技术方案为，确定采用余弦级数表达式的三相励磁感应电压与位置角的关系曲线为：
10、
11、其中，ua、ub和uc分别是采集到的a相励磁感应电压、b相励磁感应电压和c相励磁感应电压；参数任意的n∈[0,k]时的参数an表示三相励磁感应电压与位置角的关系曲线中n次余弦函数的系数，ω是转子角频率，if是励磁电流，t是时间。
12、其进一步的技术方案为，对三相励磁感应电压进行坐标变换包括按照如下坐标变换公式得到坐标变换后的三相励磁感应电压：
13、
14、其中，uaδ、ubδ和ucδ分别是坐标变换后的a相励磁感应电压、坐标变换后的b相励磁感应电压和坐标变换后的c相励磁感应电压；δ是坐标变换时坐标旋转的角度。
15、其进一步的技术方案为，对坐标变换后的三相励磁感应电压进行归一化处理包括按照如下公式得到归一化处理后的三相励磁感应电压：
16、
17、其中，参数uaδ、ubδ和ucδ分别是坐标变换后的a相励磁感应电压、坐标变换后的b相励磁感应电压和坐标变换后的c相励磁感应电压；ua′δ、ub′δ和uc′δ分别是归一化处理后的a相励磁感应电压、归一化处理后的b相励磁感应电压和归一化处理后的c相励磁感应电压。
18、其进一步的技术方案为，处理后曲线在误差范围内表示为：
19、
20、其中，参数θ是转子初始位置，处理后曲线在误差范围内等效于单位余弦函数。
21、其进一步的技术方案为，归一化处理前的三相励磁感应电压与位置角的关系曲线的总谐波失真归一化处理后的处理后曲线的总谐波失真且thd2<thd1。
22、其进一步的技术方案为，确定三相励磁感应电压与位置角之间的余弦级数表达式包括：
23、确定励磁建压过程中的三相励磁感应电压与绕组间互感的线性关系为：
24、
25、其中，laf是a相绕组与励磁绕组间的互感，lbf是b相绕组与励磁绕组间的互感，lcf是c相绕组与励磁绕组间的互感；
26、结合绕组间互感与位置角之间的余弦级数表达式，得到三相励磁感应电压与位置角之间的余弦级数表达式。
27、本申请的有益技术效果是：
28、本申请公开了一种基于励磁建压法的电励磁双凸极电机初始位置估计方法，该方法基于励磁建压法来实现转子初始位置的估计，基于励磁建压过程中的三相励磁感应电压来估计转子初始位置，无需注入检测脉冲，在位置估计时不产生励磁转矩和磁阻转矩，也不产生电枢电流的损耗问题。且该方法估计过程中考虑了电感的非线性因素，加入了电压变换的步骤来消除直流分量和高次谐波分量，具有较高的估计精度。该方法通过采样三相感应电压进行坐标变换与归一化来估计位置，不存在传统脉冲注入法中类似计算斜率的除法运算，受采样误差的影响较小且计算简便。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于励磁建压法的电励磁双凸极电机初始位置估计方法，其特征在于，所述电励磁双凸极电机初始位置估计方法包括：
2.根据权利要求1所述的电励磁双凸极电机初始位置估计方法，其特征在于，采用余弦级数表达式的三相励磁感应电压与位置角的关系曲线包括直流分量、基波分量和2-4次谐波分量；对三相励磁感应电压进行变换包括：
3.根据权利要求2所述的电励磁双凸极电机初始位置估计方法，其特征在于，确定采用余弦级数表达式的三相励磁感应电压与位置角的关系曲线为：
4.根据权利要求3所述的电励磁双凸极电机初始位置估计方法，其特征在于，对三相励磁感应电压进行坐标变换包括按照如下坐标变换公式得到坐标变换后的三相励磁感应电压：
5.根据权利要求3所述的电励磁双凸极电机初始位置估计方法，其特征在于，对坐标变换后的三相励磁感应电压进行归一化处理包括按照如下公式得到归一化处理后的三相励磁感应电压：
6.根据权利要求5所述的电励磁双凸极电机初始位置估计方法，其特征在于，处理后曲线在误差范围内表示为：
7.根据权利要求6所述的电励磁双凸极电机初始
8.根据权利要求3所述的电励磁双凸极电机初始位置估计方法，其特征在于，确定三相励磁感应电压与位置角之间的余弦级数表达式包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于励磁建压法的电励磁双凸极电机初始位置估计方法，其特征在于，所述电励磁双凸极电机初始位置估计方法包括：
2.根据权利要求1所述的电励磁双凸极电机初始位置估计方法，其特征在于，采用余弦级数表达式的三相励磁感应电压与位置角的关系曲线包括直流分量、基波分量和2-4次谐波分量；对三相励磁感应电压进行变换包括：
3.根据权利要求2所述的电励磁双凸极电机初始位置估计方法，其特征在于，确定采用余弦级数表达式的三相励磁感应电压与位置角的关系曲线为：
4.根据权利要求3所述的电励磁双凸极电机初始位置估计方法，其特征在于，对三相励磁感应电压进行坐标变换包括按照如下坐标变换公式得到坐标变换后的三相励磁感应电压：...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢燮，周波，房文静，张义军，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。