[發明專利]無位置傳感器電機控制系統及控制方法

有效

• 申請號: 201210094574.0
• 申請日: 2012-04-01
• 公開（公告）號: CN102624322A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 楊陽;李巖;徐世文
• 申請（專利權）人: 杭州洲鉅電子科技有限公司
• 主分類號: H02P21/14
• 分類號: H02P21/14
• 代理公司: 杭州華知專利事務所 33235
• 代理人: 張德寶

1.一種無位置傳感器電機控制系統，其特征在于，包括：

高頻電壓信號注入單元，用于向同步旋轉d-q坐標系中的d軸注入高頻電壓信號

Park逆變換單元，用于接收d軸注入的電壓信號?并利用Park逆變換得到靜止坐標系上的電壓矢量?其中?為0；

空間電壓矢量脈寬調制算法單元，用于根據所述電壓矢量?采用空間電壓矢量脈寬調制算法生成功率器件脈寬信號；

電壓源逆變器，根據所述功率器件脈寬信號產生三相電流?和高頻注入信號?發送給永磁同步電機；

帶通濾波器，用于將三相電流?信號濾除，保留高頻注入信號?

Clarke變換單元和Park變換單元，用于將高頻注入信號?依次進行Clarke變換和Park變換，得到電流?

轉子位置觀測器單元，通過對電流?進行信號處理獲得轉子的位置和速度。

2.根據權利要求1所述的無位置傳感器電機控制系統，其特征在于，所述轉子位置觀測器單元包括：

乘法器、低通濾波器、PI調節器和微分器；

所述乘法器將所述電流?與高頻正弦信號sinω_it相乘；

所述低通濾波器用于過濾電流中的高頻注入信號，得到轉子位置估計器的輸入信號?根

據比例關系可獲得轉子位置的估計值θ_r；

所述PI調節器用于使電流無穩態誤差；

所述微分器用于對轉子位置的估計值θ_r進行微分，獲得轉子角速度?。

3.根據權利要求1所述的無位置傳感器電機控制系統，其特征在于，所述帶通濾波器和Clarke變換單元之間設置有放大器模塊，用于放大由帶通濾波器過濾后的高頻信號。

4.根據權利要求1或2或3所述的無位置傳感器電機控制系統，其特征在于，還包括電流反饋裝置，它具體包括低通濾波器、Clarke變換單元、Park變換單元：?

所述低通濾波器用于將永磁同步電機電流中的高頻注入信號過濾，保留電機的三相電流；

所述Clarke變換單元和Park變換單元將電機的三相電流變換為d-q坐標系下的電流。

5.根據權利要求1或2或3所述的無位置傳感器電機控制系統，其特征在于，所述Park逆變換單元根據下式將?和?得到?和?

。

6.一種無位置傳感器電機控制方法，包括：

在同步旋轉d-q坐標系中的d軸注入高頻電壓信號

高頻電壓信號?和?進行Park逆變換得到靜止坐標系上的電壓矢量?和?其中?為0；

根據所述電壓矢量?和?采用空間電壓矢量脈寬調制算法生成功率器件脈寬信號；

根據所述功率器件脈寬信號通過電壓源逆變器產生三相電流和高頻電流信號?

三相電流與高頻電流信號?輸入到帶通濾波器，將三相電流信號濾除，保留高頻電流信號；

高頻電流信號?依次進行Clarke變換和Park變換，得到電流?

根據轉子位置觀測器模塊對電流?進行信號處理獲得轉子的位置和速度。

7.根據權利要求6所述的無位置傳感器電機控制方法，其特征在于，所述轉子位置觀測器模塊的工作步驟具體包括：

電流?與高頻正弦信號sinω_it相乘；

根據低通濾波器濾波得到轉子位置估計器的輸入信號?根據正比關系可獲得轉子位置的估計值θ_r；

根據PI調節器使θ_r無穩態誤差；

對轉子位置的估計值θ_r進行微分，獲得轉子角速度?

將θ_r和?反饋給控制系統，實現對無位置傳感器電機轉速的控制。?

8.根據權利要求6所述的無位置傳感器電機控制方法，其特征在于，對帶通濾波器濾波后的高頻信號利用放大器放大。

9.根據權利要求6或7或8所述的無位置傳感器電機控制方法，其特征在于，還包括電流反饋裝置，它具體包括低通濾波器、Clarke變換單元、Park變換單元：

根據低通濾波器濾波得到永磁同步電機電流中的三相電流；

三相電流進行Clarke變換和Park變換后變換為d-q坐標系下的電流，用以和目標電流比較，實現對電機中電流的調節。

10.根據權利要求6或7或8所述的無位置傳感器電機控制方法，其特征在于，所述?和?進行Park逆變換具體是指：

根據下式由?和?得到?和?

。