[發明專利]電機轉子位置的檢測方法和檢測裝置

有效

• 申請號: 201410815524.6
• 申請日: 2014-12-23
• 公開（公告）號: CN104579085A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發明（設計）人: 諸自強;許培林;孫杰;龔黎明
• 申請（專利權）人: 廣東威靈電機制造有限公司;美的威靈電機技術（上海）有限公司
• 主分類號: H02P21/14
• 分類號: H02P21/14
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張大威

技術領域

本發明涉及電機技術領域，特別涉及一種電機轉子位置的檢測方法以及一種電機轉子位置的檢測裝置。

背景技術

PMSM(Permanent?Magnet?Synchronous?Motor，永磁同步電機)的高效控制需要精確的電機的轉子位置信息，常規的控制系統一般通過位置傳感器來獲得電機的轉子位置信息。但是，由于位置傳感器增加了整個電機控制系統的成本，造成系統引線多且易受干擾，因此通常需要通過軟件算法來估算電機的轉子位置信息。

目前，現有的位置估算算法可分為兩大類：第一類是基于電機基波模型的位置估算法，該方法實現簡單，效果好，但當電機處于低速或靜止狀態時，該方法失效，無法估算出電機的轉子位置信息。第二類是高頻信號注入法，該方法不受電機的轉速約束，在電機全速度范圍內都能估算電機的轉子位置信息，并且高頻信號注入法通常是利用電機的凸極特性，通過向電機的定子繞組注入高頻電壓激勵信號，并檢測高頻電流響應來估算電機的轉子位置，但由于高頻電流響應信噪比低，信號提取及處理過程復雜，信號延時大，因此整個系統帶寬較低，影響了其穩定性。

發明內容

本發明的目的旨在至少解決上述的技術缺陷之一。

為此，本發明的一個目的在于提出一種電機轉子位置的檢測方法，通過向電機的定子繞組注入高頻電壓激勵信號，并檢測電機的中性點零序電壓來估算電機的轉子位置，不僅信號處理過程簡單，信噪比高，而且估算精度高，拓寬了電機的轉速范圍，增加了整個電機控制系統的應用場合。

本發明的另一個目的在于提出一種電機轉子位置的檢測裝置。

為達到上述目的，本發明一方面實施例提出的一種電機轉子位置的檢測方法，包括以下步驟：向電機的定子繞組注入高頻電壓激勵信號，并檢測所述定子繞組的中性點零序電壓；根據所述中性點零序電壓估算出所述電機的轉子位置。

根據本發明實施例的電機轉子位置的檢測方法，利用電機的凸極特性，通過向電機的定子繞組注入高頻電壓激勵信號，并檢測定子繞組的中性點零序電壓來估算出電機的轉子位置，由于檢測的是電機的中性點零序電壓信號，因此，信號處理過程簡單，信噪比高，并且信號處理過程中的延時不會影響轉子位置估算的精度和帶寬，估算精度高。此外，高頻信號注入法本身能夠使電機在零速運行，因此拓寬了電機的轉速范圍，增加了整個電機控制系統的應用場合。

根據本發明的一個實施例，根據所述中性點零序電壓估算出所述電機的轉子位置，具體包括：對所述中性點零序電壓進行帶通濾波處理和進行信號處理以獲得零序電壓分量；對所述零序電壓分量進行PI控制和積分處理以獲得所述電機的轉子位置。

根據本發明的一個實施例，所述高頻電壓激勵信號為高頻脈振電壓信號，其中，向電機的定子繞組注入高頻電壓激勵信號具體為：在估算的坐標系中注入所述高頻脈振電壓信號，且所述估算的坐標系以兩倍的電機轉子估算轉速旋轉，旋轉方向與所述電機的轉子旋轉方向相反。

并且，所述高頻脈振電壓信號通過以下公式表達：

U2d^=0U2q^=Ucosωht]]>

其中，為注入在估算的d軸坐標系下的電壓分量，為注入在估算的q軸坐標系下的電壓分量，U為所述高頻脈振電壓信號的幅值，ω_h為所述高頻脈振電壓信號的頻率。

根據本發明的一個實施例，所述中性點零序電壓根據以下公式得到：