[發明專利]基于信號逆傳遞的多級式無刷電機轉子位置估算方法

有效

• 申請號: 201710546532.9
• 申請日: 2017-07-06
• 公開（公告）號: CN107342714B
• 公開（公告）日: 2019-11-22
• 發明（設計）人: 孟濤;劉衛國;彭紀昌;祝宇杰;焦寧飛
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: H02P21/18
• 分類號: H02P21/18
• 代理公司: 61204 西北工業大學專利中心
• 代理人: 王鮮凱<國際申請>=<國際公布>=<進入

1.一種基于信號逆傳遞的多級式無刷電機轉子位置估算方法，其特征在于依次含有以下幾個步驟：

步驟1：對勵磁機施加勵磁電壓，在主發電機定子三相繞組上施加高頻電壓信號U_Ah(t)、U_Bh(t)、U_Ch(t)；所述勵磁機定子繞組為兩相勵磁繞組結構；所述高頻電壓信號由αβ坐標系下的高頻方波電壓U_αh(t)和U_βh(t)經CLARK反變換至ABC坐標系下得到，其表達式如下：

其中U_h、T_h為αβ坐標系下主發電機α軸、β軸注入高頻電壓的幅值和周期；

步驟2：在勵磁機定子側檢測兩相定子電流i_eα、i_eβ，求得電流矢量I_es幅值平方和電流值中含有與主發電機轉子位置相關的高頻響應信號；

步驟3：提取中的高頻響應信號i_eαh，i_eβh，具體如下：

1)在周期為T_h方波信號U_αh(t)的上升沿即t＝nT_h和下降沿即t＝nT_h+T_h/2,提取的值，分別記為i_eαh(n)、i_eαh(n+1)，對提取到的值進行作差運算，得到信號：

i_Δeαh＝(i_eαh(n)-i_eαh(n+1))/2，i_Δeαh為與主發電機轉子位置有關的余弦函數；所述n＝0,1,2,3...；

2)在周期為T_h方波信號U_βh(t)的上升沿即t＝nT_h+T_h/4和下降沿即t＝nT_h+3T_h/4提取的值，分別記為i_eβh(n)、i_eβh(n+1)，對提取到的值進行作差運算，得到信號i_Δeβh＝(i_eβh(n)-i_eβh(n+1))/2，i_Δeβh為與主發電機轉子位置有關的正弦函數；

步驟4：用低通濾波器對i_Δeαh、i_Δeβh進行濾波處理，得到電機當前位置所對應電角度的正弦值和余弦值i_{Δeβh_sin}、i_{Δeαh_cos}；

步驟5：將步驟4得到的正弦值和余弦值進行反正切函數運算，得到電機轉子位置信號θ，即θ＝arctan(i_{Δeβh_sin}/i_{Δeαh_cos})。

2.根據權利要求1所述的基于信號逆傳遞的多級式無刷電機轉子位置估算方法，其特征在于：所述步驟1中：當勵磁機定子為三相繞組結構時，將兩相勵磁電壓進行反CLARK變換即得到等效三相繞組勵磁電壓，以該等效三相繞組勵磁電壓對三相繞組施加勵磁電壓；將采集的三相繞組勵磁電流進行CLARK變換即得到等效的兩相勵磁電流。