[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

技術領域

本發明涉及汽車電機控制器領域，尤其涉及一種不需位置傳感器即可測知電機內部信號的無位置傳感器的電機控制器。

背景技術

現有電動車輛的電機多為矢量控制，其原理是將三相電機的相電壓或電流映射到兩軸的坐標系中。矢量控制中需要轉子位置的信息，而現有電動車輛的電機通常通過設置旋轉變壓器或增量編碼器等反饋裝置或位置傳感器獲得轉子位置信息。這樣的位置傳感器及與其關聯的接口電路增加了電機控制系統的成本，且位置傳感器和它所關聯的線束增加了車輛的電傳動系統的復雜性和裝配與維修時間；且在電機內安裝位置傳感器，使電機的穩定性和質量降低，增加了電機系統內部的復雜性，使其容易損壞，影響電機的使用壽命。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種在純電動或混合動力車輛動力系統中不需要設置反饋裝置或位置傳感器便可獲得轉子位置和轉速，實現對轉子轉速進行控制的無位置傳感器電機控制系統及控制方法，簡化電機系統內部結構，大大降低電機控制系統的成本，提高電機的穩定性。

為達到上述目的，本發明提供了一種無位置傳感器電機控制系統，它包括：

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

v^dsir=Vicosωitv^qsir=0;]]>

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。

作為優選，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

作為優選，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；

作為優選，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。

作為優選，所述Park逆變換單元根據下式將和得到和