[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

本發明提供了一種永磁同步電動機轉子位置估計方法，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。

技術領域

本發明涉及電機控制技術領域，具體為一種永磁同步電動機轉子位置估計方法。

背景技術

永磁同步電動機矢量控制性能很大程度上取決于轉子位置信息的準確性。對于電動汽車等對電機控制性能要求較為苛刻的場景，高品質的編碼器可滿足其需求。但編碼器等傳感器部件的加入使得機械、電氣故障發生概率大大增加，這使得除編碼器等位置傳感器以外的容錯機制——無位置傳感器轉子位置估計算法顯得異常重要。目前大部分無位置傳感器算法適用于電機高速運行下的轉子位置估計，在靜止/低速工況下一般采用高頻電壓注入的方法，但定子電壓、定子電流等的測量誤差以及觀測器、狀態變換器等模塊的參數調節準確性很大程度上限制了無位置傳感器算法的轉子位置估計準確性，無法適應苛刻場景的電機控制性能要求。必須尋求新的永磁同步電動機轉子位置估計方法。

發明內容

鑒于上述情況，有必要提供一種測量參數較少、盡量避免繁瑣參數調節過程的無位置傳感器轉子估計方法。

本發明是這樣實現的：

一種永磁同步電動機轉子位置估計方法，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。

本發明的有益效果是：該方法在估計轉子位置時無需永磁同步電動機定子繞組的電壓信息，因此從根本上避免了定子繞組電壓測量誤差帶來的估計誤差，同時，該方法也無需任何觀測器、控制器或狀態變換器，避免了繁瑣的參數調節過程。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施方式的技術方案，下面將對實施方式中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本發明的某些實施例，因此不應被看作是對范圍的限定，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他相關的附圖。

圖1靜止坐標系下半開關頻率信號注入解調算法的永磁同步電動機轉子位置估計方法的流程圖。

圖2電壓矢量和構成圖；

圖3abc參考坐標系中的三相控制信號V_a、V_b和V_c以及開關信號S_a、S_b和S_c與電流采樣頻率及PWM周期的關系圖。

具體實施方式

為使本發明實施方式的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施方式中的附圖，對本發明實施方式中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施方式是本發明一部分實施方式，而不是全部的實施方式。基于本發明中的實施方式，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施方式，都屬于本發明保護的范圍。因此，以下對在附圖中提供的本發明的實施方式的詳細描述并非旨在限制要求保護的本發明的范圍，而是僅僅表示本發明的選定實施方式。基于本發明中的實施方式，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施方式，都屬于本發明保護的范圍。