[發明專利]基于并聯EPLL的脈振高頻信號注入法信號提取系統及策略

有效

• 申請號: 201710447483.3
• 申請日: 2017-06-12
• 公開（公告）號: CN107241042B
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 儲劍波;何洋;曹廣超
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: H02P21/18
• 分類號: H02P21/18;H02P6/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于并聯EPLL的脈振高頻信號注入法信號提取系統及策略，包括：對三相電流進行Clark及Park變換，得到d、q軸電流；通過改進EPLL策略對含有轉子位置信號的q軸電流進行幅值提取，q軸高頻信號幅值得到預估轉速及角度，q軸二次諧波信號正負值修正角度；直流信號進行PI調節，得到d、q軸實際電壓；對d、q軸實際電壓進行Park逆變換，得到α、β軸電壓；對逆變器進行調制控制電機。本發明能實現電機在低速情況下的無位置運行，獲得預估轉子位置信號，在脈振高頻信號注入法的基礎上，改善了濾波器的延遲問題，簡化了信號提取過程，在響應速度以及信號提取精度上具有優越性。

技術領域

本發明屬于無位置傳感器控制技術領域，更具體地說是一種基于脈振高頻信號注入法的信號提取改進策略。

背景技術

永磁同步電機以其高效率、小體積和易控制、顯著的長壽命和可靠性等特點在調速領域顯現優勢，在要求高控制精度和高可靠性的場合如艦船推進、數控機床、機車牽引、電動汽車和家用電器等許多領域獲得極為廣泛的應用，成為各國學者的研究熱點。

以電動工具為例，其工作環境以及安裝要求較高，傳統的機械傳感器難以滿足其加工精度以及工作要求，所以無位置技術顯得尤為重要。為了滿足低速下轉子位置跟蹤穩定、帶載能力強等條件，選用了脈振高頻信號注入法作為方案。

脈振高頻信號注入法由于需要額外注入高頻信號，同時轉子位置信號中夾雜直流分量以及二次諧波等信號波，因此，如何準確提取各頻率信號顯得尤為重要。傳統的信號提取方案是通過設計的帶通、低通等濾波器，經過調制輸出信號幅值，由于提取方案存在帶通、低通濾波器，引入了幅值誤差以及相位偏移，且造成了軟件延時，系統相對復雜等問題。同時，提取效果完全取決于濾波器的處理效果，因而提取效果不佳。

發明內容

發明目的：為了克服上述現有技術的不足，本發明提供了一種基于并聯EPLL的脈振高頻信號注入法信號提取系統，通過并聯EPLL實現高頻信號幅值的提取策略。

技術方案：一種基于并聯EPLL的脈振高頻信號注入法信號提取系統實現方案，包括：電源電路、整流器、逆變器、電機、電機負載模塊、電機電流采集模塊、Clark變換模塊、Park變換模塊、并聯EPLL信號分析模塊、高頻信號PI模塊，積分處理模塊、直軸正方向判斷模塊、角度修正模塊、轉速誤差模塊、轉速PI模塊、d軸電流誤差模塊、d軸電流PI模塊、q軸電流誤差模塊、q軸電流PI模塊、高頻信號注入模塊、Park 逆變換模塊、脈寬調制模快；

所述電源電路為單相交流電源，用于為整流器提供單相交流電；

所述整流器為單相不控整流器，用于將單相輸入交流電整流為直流電，并向逆變器供電：

所述逆變器為三相電壓源型逆變器，用于接收脈寬調制模塊的電壓脈沖，并根據電壓脈沖控制電機；

所述電機負載模塊為外部負載，用于電機加載/卸載；

所述電機電流采集模塊用于采集電機三相電流，并發送至Clark變換模塊；

所述Clark模塊用于將電機三相電流轉換為αβ軸電流，并發送至Park變換模塊；

所述Park變換模塊用于將αβ軸電流轉換為d軸實際電流、q軸實際電流，并發送至并聯EPLL信號分析模塊；

所述并聯EPLL信號分析模塊用于采集電機所需的各頻率信號，并發送至高頻信號PI模塊、d軸電流PI模塊、q軸電流PI模塊以及直軸正方向判斷模塊；

所述高頻信號PI模塊用于將q軸高頻信號幅值收斂到零，得到預估轉子位置信號，并發送到轉速誤差模塊；

所述積分處理模塊用于將預估轉速積分處理后得到預估轉子位置角；