[發(fā)明專利]永磁無刷直流電機(jī)低速及零速轉(zhuǎn)子位置觀測系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410595363.4
• 申請(qǐng)日: 2014-10-30
• 公開（公告）號(hào): CN104283482B
• 公開（公告）日: 2017-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周揚(yáng)忠;陳旭東;張登靈
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 福州大學(xué)
• 主分類號(hào): H02P21/18
• 分類號(hào): H02P21/18;H02P21/04;H02P21/24
• 代理公司: 福州元?jiǎng)?chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司35100
• 代理人: 蔡學(xué)俊

1.一種永磁無刷直流電機(jī)低速及零速轉(zhuǎn)子位置觀測系統(tǒng)，包括交流電壓、整流電路、濾波電容、三相逆變器、永磁無刷直流電機(jī)的永磁無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于，包括用于在導(dǎo)通的兩相串聯(lián)繞組中注入高頻電流的高頻電流注入電路以及三相繞組相電壓采集電路，所述三相繞組相電壓采集電路分三路分別與帶通濾波器相連接，以提取包括不導(dǎo)通相繞組在內(nèi)的三相繞組相電壓中高頻分量，所述帶通濾波器依次連接乘法器、低通濾波器、加法器、坐標(biāo)變換環(huán)節(jié)，以獲得轉(zhuǎn)子位置角觀測誤差相關(guān)變量，所述坐標(biāo)變換環(huán)節(jié)再依次連接PI控制器、積分器，積分器穩(wěn)態(tài)時(shí)輸出即為轉(zhuǎn)子位置角觀測值；

所述高頻電流注入電路包括用于產(chǎn)生高頻正交基準(zhǔn)信號(hào)sinωt、cosωt的高頻信號(hào)發(fā)生器以及三相繞組電流采集電路，所述三相繞組電流采集電路分三路分別與中心頻率為ω的第四帶通濾波器、第五帶通濾波器、第六帶通濾波器的輸入端相連接；所述第四帶通濾波器、第五帶通濾波器、第六帶通濾波器的輸出端接至三位開關(guān)S₁，所述三位開關(guān)S₁的固定連接端接至比較器，所述比較器的另一輸入端同時(shí)輸入在繞組中注入的高頻電流給定值i_g^*＝I_m·sinωt，其中I_m為注入高頻電流幅值，所述比較器的輸出端接至高頻電流控制器，所述高頻電流控制器的輸出端接至定子繞組電壓PWM環(huán)節(jié)，所述定子繞組電壓PWM環(huán)節(jié)的另一輸入端同時(shí)輸入導(dǎo)通串聯(lián)繞組線電壓基波電壓給定值u_t^*，所述定子繞組電壓PWM環(huán)節(jié)的輸出端接至功率開關(guān)驅(qū)動(dòng)單元，以通過功率開關(guān)驅(qū)動(dòng)控制三相逆變器，實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制，同時(shí)在導(dǎo)通的兩相串聯(lián)繞組中注入高頻電流I_m·sinωt。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁無刷直流電機(jī)低速及零速轉(zhuǎn)子位置觀測系統(tǒng)，其特征在于，所述三相繞組相電壓采集電路分三路分別與中心頻率為ω的第一帶通濾波器、第二帶通濾波器、第三帶通濾波器的輸入端相連接；所述第一帶通濾波器、第二帶通濾波器、第三帶通濾波器的輸出端分別與第一乘法器、第二乘法器、第三乘法器的輸入端相連接，所述第一乘法器、第二乘法器、第三乘法器的另一輸入端同時(shí)輸入一高頻余弦信號(hào)cosωt，所述第一乘法器、第二乘法器、第三乘法器的輸出端分別與第一低通濾波器、第二低通濾波器、第三低通濾波器的輸入端相連接；將直流量0、同時(shí)接至三個(gè)三位開關(guān)S₂、S₃、S₄并依次錯(cuò)開一個(gè)工位，以使三位開關(guān)S₂、S₃、S₄的導(dǎo)通相在任一時(shí)刻輸出的直流量為0、或0或0、其中L_dm、L_qm分別為相繞組電感中d、q軸方向主電感峰值，L_sσ1、M_sσ1分別為繞組自電感中漏感和繞組之間的互漏感，所述第一低通濾波器、第二低通濾波器、第三低通濾波器的輸出端以及所述三位開關(guān)S₂、S₃、S₄的固定連接端對(duì)應(yīng)接至第一加法器、第二加法器、第三加法器，所述第一加法器、第二加法器、第三加法器的輸出端同時(shí)接至3/2坐標(biāo)變換環(huán)節(jié)；所述3/2坐標(biāo)變換環(huán)節(jié)的輸出端以及一旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系夾角同時(shí)接至坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)變換環(huán)節(jié)，其中θ_r0為旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系角度修正值，所述坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)變換環(huán)節(jié)依次連接PI控制器、積分器，積分器穩(wěn)態(tài)時(shí)輸出即為轉(zhuǎn)子位置角觀測值

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的永磁無刷直流電機(jī)低速及零速轉(zhuǎn)子位置觀測系統(tǒng)，其特征在于，將所述轉(zhuǎn)子位置角觀測值以及數(shù)值“2”同時(shí)輸入一乘法器，將AB相導(dǎo)通、BC相導(dǎo)通或CA相導(dǎo)通時(shí)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系角度修正值θ_r0的不同取值同時(shí)輸入三位開關(guān)S₅，所述乘法器的輸出端、所述三位開關(guān)S₅的固定連接端同時(shí)接至一加法器，所述加法器計(jì)算并輸出所述旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系夾角