[發明專利]同步磁阻電機自適應調節無傳感器控制方法

在審

• 申請號: 202010526212.9
• 申請日: 2020-06-09
• 公開（公告）號: CN111786606A
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 徐殿國;李成睿;王高林;張國強;趙楠楠
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H02P21/18
• 分類號: H02P21/18;H02P25/08
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 張利明

1.一種同步磁阻電機自適應調節無傳感器控制方法，其特征在于包括：

在同步磁阻電機運行過程中，向其dq軸系注入高頻脈沖電壓信號；

然后提取同步磁阻電機abc三相軸系下的三相脈沖電流信號并進行變換，得到dq軸系下的電流信號；

對所述dq軸系下的電流信號進行計算，獲得轉子位置估計誤差θ_err；再對轉子位置估計誤差θ_err進行PI調節使其值為零，得到轉子估計位置與轉子估計轉速并用于同步磁阻電機的轉速和電流閉環控制中；

同時對所述dq軸系下的電流信號進行計算，獲得高頻脈沖電壓信號的當前注入電壓幅值，使高頻脈沖電壓信號的幅值按所述當前注入電壓幅值進行自適應調整，頻率與相位隨機，再注入到所述dq軸系中。

2.根據權利要求1所述的同步磁阻電機自適應調節無傳感器控制方法，其特征在于，

所述高頻脈沖電壓信號包括高頻方波電壓信號，獲得方法包括：

式中，為同步磁阻電機定子注入的d軸高頻方波電壓信號，為同步磁阻電機定子注入的q軸高頻方波電壓信號；U_inj為高頻方波電壓信號的基準幅值，為單位幅值隨機方波電壓信號；其中，t為注入電壓時刻，T_Σ為注入電壓周期，為注入電壓相位。

3.根據權利要求2所述的同步磁阻電機自適應調節無傳感器控制方法，其特征在于，

所述同步磁阻電機abc三相軸系下的三相脈沖電流信號經clark、park變換后得到dq軸系下的電流信號。

4.根據權利要求3所述的同步磁阻電機自適應調節無傳感器控制方法，其特征在于，

所述轉子位置估計誤差θ_err的獲得方法包括：

對所述dq軸系下的電流信號進行高通濾波得到d軸高頻電流反饋值和q軸高頻電流反饋值將d軸高頻電流反饋值和q軸高頻電流反饋值變換到測量軸系后得到測量軸系下dq軸高頻電流再與第一解調信號γ_d1相乘，得到解調后d軸高頻電流及解調后q軸高頻電流與乘以耦合系數λ的相減后，差值與電機參數相關系數K₃相乘得到轉子位置估計誤差θ_err；

其中

式中L_qh為同步磁阻電機q軸定子電感，M_h為同步磁阻電機互感；L_dh為同步磁阻電機d軸定子電感，T_s為PWM周期，γ_d2為第二解調信號；

L₂＝(L_d-L_q)/2，

L_d為同步磁阻電機d軸電感，L_q為同步磁阻電機q軸電感。

5.根據權利要求4所述的同步磁阻電機自適應調節無傳感器控制方法，其特征在于，

所述轉子位置估計誤差θ_err的計算方法包括：

根據同步磁阻電機的dq軸系方程：

式中u_d為電機d軸定子電壓，u_q為電機q軸定子電壓，i_d為電機d軸定子電流，i_q為電機q軸定子電流；R_s為定子電阻，ω_e為電機的電轉速；p為求導；

當同步磁阻電機低于額定轉速10％或靜止，且高頻脈沖電壓幅值高于設定閾值時，所述軸系方程簡化為：

將簡化后的軸系方程變形到測量軸系下：

式中L₁＝(L_d+L_q)/2，

θ_m＝arctan[2M_h/(L_dh-L_qh)]；

為測量軸系下d軸高頻電流信號，為測量軸系下q軸高頻電流信號；

當轉子位置估計誤差θ_err在5°以內時，將測量軸系下方程簡化，得到轉子位置估計誤差θ_err：