[發明專利]永磁同步電動機轉子位置估計方法

有效

• 申請號: 201910217366.7
• 申請日: 2019-03-21
• 公開（公告）號: CN110048654B
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發明（設計）人: 邵振華;林文忠;鐘智雄
• 申請（專利權）人: 上海淞宸動力科技有限公司
• 主分類號: H02P21/18
• 分類號: H02P21/18;H02P21/24;H02P25/022
• 代理公司: 東營辛丁知聯專利代理事務所(普通合伙) 37334
• 代理人: 羅文遠

1.一種永磁同步電動機轉子位置估計方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1，利用永磁同步電動機定子電壓數學模型，求解出定子電流時間導數的數學模型；

S2，將模型離散化，并在角θ_inj處注入高頻電壓V_inj，得到永磁同步電動機高頻定子電流差模型；

S3，根據三角等式變換進一步簡化所述永磁同步電動機高頻定子電流差模型，求解出所述永磁同步電動機高頻定子電流差模型中包含的轉子位置；

在步驟S1中，所述永磁同步電動機定子電壓數學模型為：

其中，V_α為永磁同步電動機定子電壓在靜止坐標系中α軸分量，V_β為永磁同步電動機定子電壓在靜止坐標系中β軸分量，R_s為永磁同步電動機定子繞組阻值，I_α為永磁同步電動機定子電流在靜止坐標系中α軸分量，L_s為永磁同步電動機定子繞組電感矩陣，I_β為永磁同步電動機定子電流在靜止坐標系中β軸分量，Φ_r為轉子磁鏈，θ_r為轉子實際位置；

所述永磁同步電動機定子繞組電感矩陣L_s定義為：

其中，L為定子繞組平均電感，ΔL為定子繞組電感差；

在步驟S1中，所述求解出定子電流時間導數的數學模型的步驟包括：

S11，對式(1)進行導數運算得到：

其中，ω_r為永磁同步電動機定子實際轉速，由定子實際位置求導得到，L_n定義為：

S12，通過求解定子電流在(3)和(4)中的時間導數，獲得永磁同步電動機定子電流數學模型描述如下：

其中：

在步驟S2中，所述將模型離散化的步驟包括：

S21，以(5)為基礎，將連續的導數算子用離散化符號代替，得到電流采樣周期ΔT_k中的電流差ΔI描述如下：

在步驟S2中，所述高頻電壓V_inj由將電壓矢量和由控制器基本控制矢量分別在時刻T_k和T_k+1注入的頻率為控制器PWM載波頻率一半的高頻電壓和組成；

在步驟S2中，所述永磁同步電動機高頻定子電流差模型滿足：

在步驟S3中，所述根據三角等式變換進一步簡化模型的步驟包括：

S31，對式(9)進行三角等式變換，簡化為：

在步驟S3中，所述求解出電流差模型中包含的轉子位置的步驟包括：

S32，對式(10)進行求解，得到實際轉子位置表達式：

S33，將實際轉子位置θ_r近似為生產實際中的電機轉子實際位置；

在步驟S32中，進一步包括：

S321：將式(11)進一步簡化并得出電機轉子實際位置的估計值：

其中，