[發(fā)明專利]一種永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子位置和轉(zhuǎn)速檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710889443.4
• 申請(qǐng)日: 2017-09-27
• 公開（公告）號(hào): CN107482977B
• 公開（公告）日: 2019-11-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張謙;李東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號(hào): H02P21/13
• 分類號(hào): H02P21/13;H02P21/18;H02P21/26;H02P25/026;H02P27/08
• 代理公司: 11275 北京同恒源知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 趙榮之<國(guó)際申請(qǐng)>=<國(guó)際公布>=<進(jìn)入

1.一種永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子位置和轉(zhuǎn)速檢測(cè)方法，其特征在于：該方法包含如下步驟：

S1：建立永磁同步電機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)方程：

其中：e_s＝[e_α e_β]^T，e_α、e_β分別為永磁同步電機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)在靜止兩相α-β坐標(biāo)系下α和β方向分量，ω_r為永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子電氣角速度；

S2：基于有效磁鏈建立永磁同步電機(jī)的狀態(tài)方程；

S3：對(duì)建立的永磁同步電機(jī)的狀態(tài)方程進(jìn)行整理，并根據(jù)整理后的狀態(tài)方程建立永磁同步電機(jī)的狀態(tài)估計(jì)方程；

S4：將所述狀態(tài)估計(jì)方程減去所述狀態(tài)方程得到永磁同步電機(jī)的狀態(tài)誤差方程；

S5：根據(jù)所述永磁同步電機(jī)的狀態(tài)誤差方程，建立二階滑模觀測(cè)器方程；

S6：將所述狀態(tài)誤差方程減去所述二階滑模觀測(cè)器方程，得出永磁同步電機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)誤差方程；

S7：用sigmoid函數(shù)取代控制函數(shù)signum對(duì)所述永磁同步電機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)誤差方程進(jìn)行更正；

S8：根據(jù)更正后的反電動(dòng)勢(shì)誤差方程建立永磁同步電機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)估計(jì)方程；

S9：用所述反電動(dòng)勢(shì)方程減去所述反電動(dòng)勢(shì)估計(jì)方程，采用李雅普諾夫方程進(jìn)行穩(wěn)定性分析，由此得出轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速估計(jì)方程，并修正；

S10：采用鎖相環(huán)技術(shù)提取轉(zhuǎn)子位置信息；

步驟S2中所述永磁同步電機(jī)的狀態(tài)方程具體為：

其中：i_α、i_β分別為永磁同步電機(jī)的定子電流在靜止兩相α-β坐標(biāo)系下α和β方向分量，u_α、u_β分別為永磁同步電機(jī)的定子電壓在靜止兩相α-β坐標(biāo)系下α和β方向分量，R_s為定子電阻；

λ_α＝[(L_d-L_q)i_d+ψ_f]cosθ_r

λ_β＝[(L_d-L_q)i_d+ψ_f]sinθ_r

λ_α和λ_β分別為永磁同步電機(jī)有效磁鏈在靜止兩相α-β坐標(biāo)系下α和β方向分量，L_q為q軸電感；L_d為d軸電感；ψ_f為永磁磁鏈；θ_r為轉(zhuǎn)子的位置角；i_d為d-q同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的定子電流在d軸方向的分量，D為微分算子；

步驟S3中矩陣向量式整理為：

其中：

所述狀態(tài)估計(jì)方程為：

其中：分別為永磁同步電機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)在靜止兩相α-β坐標(biāo)系下α和β方向分量的估計(jì)值，分別為永磁同步電機(jī)的定子電流在靜止兩相α-β坐標(biāo)系下α和β方向分量的估計(jì)值；

步驟S4中所述狀態(tài)誤差方程具體為：

其中：

步驟S5中所述二階滑模觀測(cè)器方程為：

其中：分別為的估計(jì)值，k₁、k₂為切換增益，sgn()為signum控制函數(shù)；

所述反電動(dòng)勢(shì)誤差方程為：

步驟S8中，更正后的反電動(dòng)勢(shì)誤差方程為：

其中：

a為正的常數(shù)；

步驟S8中所述反電動(dòng)勢(shì)估計(jì)方程為：

其中：為永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子電氣角速度的估計(jì)值，λ為觀測(cè)器增益，λ＞0；

步驟S9具體為：

S91：用所述反電動(dòng)勢(shì)方程減去所述反電動(dòng)勢(shì)估計(jì)方程：

其中：

S92：采用李雅普諾夫方程進(jìn)行穩(wěn)定性分析，由此得出轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速估計(jì)方程，并修正得：

其中：K_p為比例系數(shù)，K_i為積分系數(shù)，s為拉普拉斯運(yùn)算符。