[發明專利]基于滑模觀測器的表貼式永磁同步電機轉子位置計算方法和裝置

有效

• 申請號: 202110563565.0
• 申請日: 2021-05-24
• 公開（公告）號: CN113098350B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發明（設計）人: 袁曉強;張清林;李鴻懷;蔡杰;周海森;皇甫雨欣
• 申請（專利權）人: 無錫威孚高科技集團股份有限公司
• 主分類號: H02P21/18
• 分類號: H02P21/18
• 代理公司: 無錫市興為專利代理事務所(特殊普通合伙) 32517
• 代理人: 屠志力

1.一種基于滑模觀測器的表貼式永磁同步電機轉子位置計算方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1，根據αβ軸定子電壓參考值αβ軸定子電流實際值i_α/i_β、轉子電角速度觀測值通過滑模觀測器計算得到αβ軸反電動勢滑模觀測準標幺值

步驟S2，根據αβ軸反電動勢滑模觀測準標幺值和轉子電角速度觀測值通過二階廣義積分器計算得到αβ軸反電動勢觀測準標幺值

步驟S3，根據αβ軸反電動勢觀測準標幺值通過鎖相環計算得到轉子電角速度觀測值和轉子電角度觀測值

步驟S1中，計算αβ軸反電動勢滑模觀測準標幺值的方法包括如下步驟：

步驟S1.1，根據反饋得到的αβ軸反電動勢滑模觀測準標幺值αβ軸定子電壓參考值和αβ軸定子電流實際值i_α/i_β通過逆向準標幺化計算得到αβ軸反電動勢滑模觀測值如公式(1)—(2)所示：

其中，

式中，λ為自適應滑模增益，τ為非零較小正調節參數，e_αeq/e_βeq分別為αβ軸反電動勢公式計算值，|e_eq|為反電動勢公式計算幅值，R_s為定子電阻，L_s為定子電感；

步驟S1.2，根據αβ軸定子電壓參考值和反饋得到的αβ軸反電動勢滑模觀測值通過公式(3)計算得到αβ軸定子電流觀測值如下：

步驟S1.3，根據αβ軸定子電流觀測值和αβ軸定子電流實際值i_α/i_β通過公式(4)定義滑模面s如下：

式中，分別為αβ軸定子電流觀測誤差值；

步驟S1.4，根據αβ軸定子電流觀測誤差值和轉子電角速度觀測值通過自適應邊界層厚度的余弦飽和分段函數計算得到αβ軸反電動勢滑模觀測準標幺值如公式(5)—(7)所示：

其中，

則，

式中，ε為第一邊界層，δ為第二邊界層，δ₀為額定轉子電角速度下的第二邊界層，ω₀為額定轉子電角速度，u(s)為余弦飽和分段函數。

2.如權利要求1所述的基于滑模觀測器的表貼式永磁同步電機轉子位置計算方法，其特征在于，

步驟S2中，計算αβ軸反電動勢觀測準標幺值的方法如公式(8)—(10)所示：

式中，k_z為濾波調節參數，分別為αβ軸反電動勢一次濾波觀測準標幺值，分別為αβ軸反電動勢二次濾波觀測準標幺值。

3.如權利要求2所述的基于滑模觀測器的表貼式永磁同步電機轉子位置計算方法，其特征在于，

步驟S3中，計算轉子電角速度觀測值和轉子電角度觀測值的方法包括如下步驟：

步驟S3.1，根據αβ軸反電動勢觀測值和反饋得到的轉子電角度觀測值通過公式(11)計算得到轉子電角度觀測偏差值Δθ_e如下：

式中，θ_e為轉子電角度實際值；

步驟S3.2，根據轉子電角度觀測偏差值Δθ_e通過公式(12)—(13)計算得到轉子電角速度觀測值和轉子電角度觀測值如下：

式中，K_p為PI比例調節參數，K_i為PI積分調節參數。

4.一種基于滑模觀測器的表貼式永磁同步電機轉子位置計算裝置，其特征在于，包括：

存儲器，存儲有計算機程序；

處理器，用于運行所述計算機程序，所述計算機程序運行時執行如權利要求1～3中任一項所述的方法的步驟。