[發(fā)明專利]一種永磁直線電機用無位置傳感器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310480463.8
• 申請日: 2013-10-15
• 公開（公告）號: CN103501151A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 余海濤;孟高軍;胡敏強;黃磊;須晨凱;張笑薇;陳中顯;吳濤
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: H02P21/14
• 分類號: H02P21/14
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

1.一種永磁直線電機用無位置傳感器，其特征在于：包括初始位置檢測模塊、低速段位置檢測模塊、中高速段位置檢測模塊和過渡區(qū)域位置檢測模塊，永磁直線電機的動子位置角的估計值按照如下方法獲得：

所述初始位置檢測模塊，首先通過對三相逆變器施加指定脈沖計算三相線電感值，然后結(jié)合電機每相繞組自感的平均值和每相繞組自感的二次諧波幅值初次估計出動子的初始位置，最后利用電機的凸極效應(yīng)，通過向電樞繞組注入等寬電壓脈沖信號判斷動子的磁極方向；

所述低速段位置檢測模塊，采用旋轉(zhuǎn)高頻電壓信號注入法對動子磁極位置進行檢測，通過軟件鎖相環(huán)實現(xiàn)對負序高頻電流的相位的跟蹤，從而獲取矢量角誤差，同時采用PI調(diào)節(jié)器和重復(fù)控制器結(jié)合的方法調(diào)節(jié)矢量角誤差使之趨于零，使得動子位置的估計值收斂于真實值θ_r1，對作時間微分以獲得動子角速度；

所述中高速段位置檢測模塊，采用滑模觀測器獲取動子位置信息，通過一個低通濾波器對滑模控制函數(shù)z進行濾波，得到等效反電動勢，從而獲得動子位置角估計值；

所述過渡區(qū)域位置檢測模塊，采用混合觀測器獲取動子位置信息，即低速段采用高頻電壓注入法與重復(fù)控制器相結(jié)合的方法來觀測動子位置，中高速段采用滑模觀測器來獲取動子位置信息，過渡階段通過兩種方法的觀測結(jié)果加以加權(quán)方式來確定混合觀測器輸出的動子位置角估計值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁直線電機用無位置傳感器，其特征在于：在初始位置檢測模塊中，三相線電感值通過下述方法獲得：

采用三相逆變器兩兩導(dǎo)通的控制方式，即每一時刻電機有兩相導(dǎo)通，非導(dǎo)通相懸空，在相應(yīng)兩相導(dǎo)通時通過線電感計算模塊計算相應(yīng)兩相間的電感為：

Lab(θr)=2Udcdiab/dt|on-diab/dt|off]]>

Lac(θr)=2Udcdiac/dt|on-diac/dt|off]]>

Lbc(θr)=2Udcdibc/dt|on-dibc/dt|off]]>

其中：U_dc為直流母線電壓；L_ab、L_ac和L_bc分別為AB相線電感、AC相線電感和BC相線電感；di/dt|_on為電流上升的變化率；di/dt|_off為電流下降的變化率；θ_r為動子初始位置角估計值。