[發(fā)明專利]一種用于五相永磁容錯電機(jī)無位置傳感器控制方法

在審

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• 申請日: 2021-01-15
• 公開（公告）號: CN112688600A
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張麗;朱孝勇;韓賽;沈東
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號: H02P6/08
• 分類號: H02P6/08;H02P6/182
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種用于五相永磁容錯電機(jī)無位置傳感器控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1)建立基于反電勢的五相永磁容錯電機(jī)的任兩相數(shù)學(xué)模型；

步驟2)利用雙曲線函數(shù)構(gòu)建基于任兩相信號的電流狀態(tài)觀測器以獲取相應(yīng)的相反電勢；

步驟3)構(gòu)建通用鎖相環(huán)PLL模塊，將所述正常兩相反電勢輸入通用PLL模塊，計算得到電機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子位置。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的五相永磁容錯電機(jī)無位置傳感器控制方法，其特征在于，步驟1)的具體步驟包括：

五相永磁容錯電機(jī)的任兩相電壓方程表示為

式中，R_s和L_s分別為定子電阻和電感；x,y∈(1,2,…,5)；u_x和u_y分別為第x相和y相電壓；i_x和i_y分別為第x相和y相電流；e_x和e_y分別為第x相和y相反電勢，表示為

其中，E_m＝ω_eγ_e；γ_e和θ_e分別為反電勢系數(shù)和轉(zhuǎn)子位置電角度，ω_e為角速度。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的五相永磁容錯電機(jī)無位置傳感器控制方法，其特征在于，步驟2)的具體步驟包括：

2.1)選取滑模變結(jié)構(gòu)函數(shù)

利用雙曲線函數(shù)作為滑模變結(jié)構(gòu)函數(shù)，重構(gòu)五相永磁容錯電機(jī)的任兩相電壓方程，可表示為

其中，和分別為x相和y相的估算電流；為x相估算電流和實(shí)際電流的差值,為y相估算電流和實(shí)際電流的差值；λ為滑模系數(shù)；和為雙曲線函數(shù)，表示為：

其中，a為大于零的實(shí)數(shù)，可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)節(jié)；

2.2)構(gòu)建基于任兩相信號的電流狀態(tài)觀測器

將步驟2.1)中利用雙曲線函數(shù)作為滑模變結(jié)構(gòu)函數(shù)五相永磁容錯電機(jī)電壓方程與步驟2.2)中的電壓方程作差，可得到基于任兩相信號的電流狀態(tài)觀測器：

其中，e_x和e_y分別為x相和y相的反電勢；在此觀測器中，定義邊界層為H＝0.99時自變量的大小，調(diào)節(jié)a值的大小可有效調(diào)節(jié)邊界層的大小，進(jìn)而改善反電勢諧波含量，通過增加a值，可有效減小觀測器的高頻諧波，大大降低觀測反電勢的諧波含量，因此，所構(gòu)建的觀測器無需低通濾波器，進(jìn)而可省去轉(zhuǎn)子位置誤差補(bǔ)償環(huán)節(jié)，有利于簡化步驟3中通用PLL模塊的構(gòu)建。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的五相永磁容錯電機(jī)無位置傳感器控制方法，其特征在于，步驟3)的具體步驟包括：

根據(jù)轉(zhuǎn)子位置范圍，x相和y相的估算反電勢必須滿足：

因此，可得：

鑒相器的相位誤差表示為：

其中，E_m為反電勢幅值；由上述兩式可得，鑒相器的輸出Δe為估算轉(zhuǎn)子位置誤差，將估算轉(zhuǎn)子位置誤差Δe通過環(huán)路濾波器即可得到估算轉(zhuǎn)速信息同時將Δe通過環(huán)路濾波器和壓控振蕩器可得轉(zhuǎn)子位置信息