[發明專利]一種永磁同步電機無位置傳感器控制方法

有效

• 申請號: 201910688301.0
• 申請日: 2019-07-29
• 公開（公告）號: CN110350835B
• 公開（公告）日: 2022-02-25
• 發明（設計）人: 張蔚;翟良冠;梁惺彥;楊澤賢;王家樂;朱雨菲
• 申請（專利權）人: 南通大學
• 主分類號: H02P21/28
• 分類號: H02P21/28;H02P21/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種永磁同步電機無位置傳感器控制方法，其特征在于：包含以下步驟：

S1.通過PI速度調節器根據給定轉速ω_ref與電機估計轉速的差值得到q軸參考電流i_q^*，d軸參考電流i_d為0；

S2.采集a、b、c三相電流，通過坐標變換得到d軸電流i_d和q軸電流i_q；

S3.將所述d軸參考電流i_d與所述d軸電流i_d的差值輸入PI電流調節器1，經PI電流調節器1輸出d軸參考電壓u_d^*；

將所述q軸參考電流i_q^*與所述q軸電流i_q的差值輸入PI電流調節器2，經PI電流調節器2輸出d軸參考電壓u_q^*；

S4.將所述d軸參考電壓u_d^*和q軸參考電壓u_q^*通過坐標變換得到α軸參考電壓u_α^*和β軸參考電壓u_β^*，將所述α軸參考電壓u_α^*和β軸參考電壓u_β^*輸入SVPWM正弦脈寬調制模塊，經SVPWM正弦脈寬調制模塊輸出占空比信號s_a、s_b、s_c，然后將所述占空比信號s_a、s_b、s_c輸入三相逆變器控制其導通關斷，實現對永磁同步電機的驅動；

S5.將采集的a、b、c三相電流坐標變換為α，β軸定子電流i_α，i_β，并將α，β軸定子電流i_α，i_β以及α，β軸定子電壓u_α，u_β代入基于二階廣義積分器鎖相環的自適應滑模觀測器計算永磁同步電機的估計轉子位置角和估計轉速

其中，所述將α，β軸定子電流i_α，i_β以及α，β軸定子電壓u_α，u_β代入基于二階廣義積分器鎖相環的自適應滑模觀測器計算永磁同步電機的估計轉子位置角和估計轉速具體為：

S51.由輸入的α，β軸定子電流i_α，i_β以及α，β軸定子電壓u_α，u_β，按如下公式計算α，β軸擴展反電動勢E_α、E_β；

其中，L_d、L_q分別為d軸電感和q軸電感；為估計電流誤差值；ω_e是電角速度；R為定子電阻；為估計定子電流；K為滑模觀測器正增益系數；sat(s)為正弦型飽和函數；s為滑模面；Δ為邊界層；

S52.根據步驟S51計算得到的擴展反電動勢E_α和E_β，建立基于電機估計轉速的自適應率方程：

式中：為電機估計轉速；為估計擴展反電動勢；l為自適應率常數；

S53.將步驟S52計算得到的估計擴展反電動勢作為二階廣義積分器的輸入，得到二階廣義積分器濾波后的估計擴展反電動勢及其正交量為：

式中：和為濾波后的估計擴展反電動勢；和為濾波后的估計擴展反電動勢的正交量；k為調節系數；

S54.根據步驟S53計算得到的二階廣義積分器濾波后的估計擴展反電動勢及其正交量，計算輸入反電動勢：

式中：和為輸入反電動勢分量；

S55.根據步驟S54計算得到的輸入反電動勢分量和輸入到軟件鎖相環中，獲得電機估計轉速和電機轉子位置角

式中：K_p為比例系數，K_i為積分系數，p為微分算子，ψ_f為永磁體磁鏈；

S6.重復S1-S5，實現永磁同步電機的閉環穩定運行。

2.按照權利要求1所述的一種永磁同步電機無位置傳感器控制方法，其特征在于，步驟S5中所述α，β軸定子電壓u_α，u_β的計算過程為：

S51.計算三相逆變器的交流側相電壓u_a、u_b、u_c，計算公式如下式所示：

上式中：U_dc為三相逆變器的直流側電壓；s_a、s_b、s_c為占空比信號；

S52.將步驟S51計算得到的三相逆變器交流側相電壓u_a、u_b、u_c坐標變換得到α，β軸定子電壓u_α，u_β。