[發明專利]用于驅動永磁式同步電機的無速度傳感器控制裝置

在審

• 申請號: 201810905505.0
• 申請日: 2018-08-10
• 公開（公告）號: CN108964556A
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發明（設計）人: 王威;王弦
• 申請（專利權）人: 長沙威克電力技術科技有限公司
• 主分類號: H02P21/28
• 分類號: H02P21/28;H02P21/18
• 代理公司: 北京聿華聯合知識產權代理有限公司 11611
• 代理人: 朱繪;張文娟

1.一種用于驅動永磁式同步電機的無速度傳感器控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

檢測所述永磁式同步電機側實際運行時產生的電樞三相電流；

基于所述電樞三相電流和轉子速度的估計值通過類鎖相環對所述永磁式同步電機的轉子電角速度進行估計；

基于所述電樞三相電流和估計轉子角速度采用改進的模型參考自適應系統對轉子磁鏈和定子電阻進行不斷地修正和估計；

基于所述估計的轉子角速度、所述三相電流、所述估計的轉子磁鏈和定子電阻產生估計的前饋定子電壓；

基于所述前饋定子電壓來控制所述永磁式同步電機的逆變器的輸出，以進行所述電機的轉矩控制。

2.如權利要求1所述的用于驅動永磁式同步電機的無速度傳感器控制方法，其特征在于，在基于所述電樞三相電流通過類鎖相環對所述永磁式同步電機的轉子電角速度進行估計的步驟中，還包括以下子步驟：

將估計輸出的所述轉子電角速度的值進行低通濾波后作為所述轉子速度的估計值反饋到所述類鎖相環的輸入；

將設定的轉子速度和所述轉子速度的估計值一起作為輸入進行第一次比例積分調節形成q軸給定電流；

將所述q軸給定電流與實際檢測到的q軸實際電流進行差分后得到誤差分量，對所述誤差分量繼續進行第二次比例積分調節以得到所述電子角速度的估計值。

3.如權利要求2所述的用于驅動永磁式同步電機的無速度傳感器控制方法，其特征在于，所述改進的模型參考自適應系統的方程由前饋線性模型和非線性反饋分量組成：

其中，R_s和是所述定子電阻的估計值和所述轉子磁鏈的估計值，其作為所述模型參考自適應模型的輸出在所述自適應模型中不斷更新，使得估計的d軸電流i_d和q軸電流i_q值分別是：

其中，G是觀測增益矩陣，G1和G2是G矩陣的系數，它保證前饋線性模型是正實數。

4.如權利要求3所述的用于驅動永磁式同步電機的無速度傳感器控制方法，其特征在于，在類鎖相環的轉速估計過程中，q軸給定電流和q軸實際電流之間的誤差校正量通過以下數學模型表示：

通過同時求解所述非線性反饋分量和前饋線性模型來獲得所述誤差校正量，在所述誤差校正量數學模型中，Rs和的自適應方程如下：

其中分別為估計電阻的比例調節系數、估計電阻的積分器調節系數、估計轉子磁鏈的比例調節系數、轉子磁鏈的積分器調節系數、初始估計定子電阻和轉子磁鏈。

5.如權利要求4所述的用于驅動永磁式同步電機的無速度傳感器控制方法，其特征在于，在基于所述估計的轉子角速度、所述三相電流、所述估計的轉子磁鏈和定子電阻產生估計的前饋定子電壓的步驟中，所述前饋定子電壓通過以下改進的前饋定子電壓方程得到：

其中，ΔV是針對d軸給定電流經過比例積分調節的輸出，ωe表示電角速度，是針對q軸給定電流的比例積分調節的輸出。

6.如權利要求5所述的用于驅動永磁式同步電機的無速度傳感器控制方法，其特征在于，在[0.01-1]范圍內選擇比例積分調節器參數以消除最小化穩態誤差。

7.如權利要求6所述的用于驅動永磁式同步電機的無速度傳感器控制方法，其特征在于，在所述模型參考自適應系統中，通過對所述轉子磁鏈的估計值、所述定子電阻進行一階濾波，以抑制所述轉子磁鏈估計值的升高和減小由所述定子電阻估計引起的畸變。

8.一種用于驅動永磁式同步電機的無速度傳感器控制裝置，其特征在于，所述裝置包括：

檢測單元，其用以檢測所述永磁式同步電機側實際運行時產生的電樞三相電流；

類鎖相環轉子電角速度估計單元，其用以基于所述電樞三相電流和轉子速度的估計值通過類鎖相環對所述永磁式同步電機的轉子電角速度進行估計；

模型參考自適應估計單元，其用以基于所述電樞三相電流和估計轉子角速度采用改進的模型參考自適應系統對轉子磁鏈和定子電阻進行不斷地修正和估計；

前饋定子電壓估計單元，其用以基于所述估計的轉子角速度、所述三相電流、所述估計的轉子磁鏈和定子電阻產生估計的前饋定子電壓；

控制輸出單元，其用以基于所述前饋定子電壓來控制所述永磁式同步電機的逆變器的輸出，以進行所述電機的轉矩控制。