[發(fā)明專利]飛輪永磁轉(zhuǎn)子的位置確定方法、裝置及電子設(shè)備

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111105381.6
• 申請(qǐng)日: 2021-09-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113824377A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李樹(shù)勝;王佳良;李光軍;汪大春
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京泓慧國(guó)際能源技術(shù)發(fā)展有限公司
• 主分類號(hào): H02P21/18
• 分類號(hào): H02P21/18;H02P21/32;H02P21/22;H02P21/13;H02P21/26;H02P6/18;H02P25/026;H02P27/08
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 孫海杰

本發(fā)明提供了一種飛輪永磁轉(zhuǎn)子的位置確定方法、裝置及電子設(shè)備，該飛輪永磁轉(zhuǎn)子設(shè)置于永磁同步電機(jī)上，該方法包括：向永磁同步電機(jī)中輸入高頻電壓信號(hào)；采集永磁同步電機(jī)的初始三相電流，并對(duì)初始三相電流進(jìn)行調(diào)整，得到三相電流，其中，三相電流是高頻電壓信號(hào)激發(fā)而生成的；將三相電流進(jìn)行坐標(biāo)變換，得到q軸電流和d軸電流；基于q軸電流和d軸電流進(jìn)行低通濾波，得到低通濾波結(jié)果；根據(jù)低通濾波結(jié)果，確定飛輪永磁轉(zhuǎn)子的位置。本發(fā)明通過(guò)將高頻電壓信號(hào)輸入至位置跟蹤觀測(cè)器從而確定轉(zhuǎn)子位置信息，此技術(shù)無(wú)需傳感器介入，提高了轉(zhuǎn)子位置確定的準(zhǔn)確性及可行性，進(jìn)而提高飛輪電機(jī)系統(tǒng)的可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種飛輪永磁轉(zhuǎn)子的位置確定方法、裝置及電子設(shè)備。

背景技術(shù)

永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)中定子繞組的控制狀態(tài)取決于永磁轉(zhuǎn)子的位置信息，所以轉(zhuǎn)子位置的估計(jì)很關(guān)鍵，如果轉(zhuǎn)子位置估計(jì)不準(zhǔn)確就可能使電機(jī)發(fā)生速度振蕩甚至失步。由于飛輪采用磁懸浮軸承，無(wú)法準(zhǔn)確安裝傳感器，且不易維護(hù)性需保證系統(tǒng)的高可靠運(yùn)行，因而采用無(wú)傳感器控制技術(shù)是提高飛輪電機(jī)系統(tǒng)可靠性的有效途徑。

目前，永磁同步電機(jī)(permanent magnet synchronous motor，PMSM)的無(wú)傳感器控制有很多方法：1)根據(jù)電壓方程的開(kāi)環(huán)算法；2)基于觀測(cè)器基礎(chǔ)上的閉環(huán)算法；3)基于信號(hào)注入的凸極飽和效應(yīng)法。

但是，對(duì)于上述方法，由于受到測(cè)量噪聲、積分初值還有直流偏移等實(shí)際因素的影響，當(dāng)電機(jī)運(yùn)行于低速狀態(tài)下時(shí)很難進(jìn)行準(zhǔn)確的磁鏈觀測(cè)；或者，由于永磁體的存在，導(dǎo)致了推導(dǎo)自適應(yīng)所需的速度自適應(yīng)律時(shí)需要進(jìn)行一些適當(dāng)?shù)奶幚恚@將導(dǎo)致誤差較大；或者，由于滑模變結(jié)構(gòu)控制自身的非線性特性，致使滑模觀測(cè)器在電機(jī)的無(wú)傳感器控制領(lǐng)域的應(yīng)用仍存在一定的局限性。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，本發(fā)明的目的在于提供一種飛輪永磁轉(zhuǎn)子的位置確定方法、裝置及電子設(shè)備，以提高轉(zhuǎn)子位置確定的準(zhǔn)確性及可行性，進(jìn)而提高飛輪電機(jī)系統(tǒng)的可靠性。

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種飛輪永磁轉(zhuǎn)子的位置確定方法，飛輪永磁轉(zhuǎn)子設(shè)置于永磁同步電機(jī)上，方法包括：向永磁同步電機(jī)中輸入高頻電壓信號(hào)；采集永磁同步電機(jī)的初始三相電流，并對(duì)初始三相電流進(jìn)行調(diào)整，得到三相電流，其中，三相電流是高頻電壓信號(hào)激發(fā)而生成的；將三相電流進(jìn)行坐標(biāo)變換，得到q軸電流和d軸電流；基于q軸電流和d軸電流進(jìn)行低通濾波，得到低通濾波結(jié)果；其中，低通濾波結(jié)果與飛輪永磁轉(zhuǎn)子的角度信號(hào)、第一比例值和永磁同步電機(jī)的低通濾波電流有關(guān)，第一比例值與高頻電壓信號(hào)正相關(guān)；根據(jù)低通濾波結(jié)果，確定飛輪永磁轉(zhuǎn)子的位置。

進(jìn)一步地，上述向永磁同步電機(jī)中輸入高頻電壓信號(hào)的步驟，包括：向永磁同步電機(jī)的d軸的基波信號(hào)上輸入高頻電壓信號(hào)；其中，高頻電壓信號(hào)為周期性的電壓信號(hào)。

進(jìn)一步地，上述對(duì)初始三相電流進(jìn)行調(diào)整，得到三相電流的步驟，包括：對(duì)初始三相電流進(jìn)行濾波處理、去噪處理及校正處理，得到三相電流。

進(jìn)一步地，上述方法還包括：根據(jù)高頻電壓信號(hào)，確定q軸高頻電流響應(yīng)信息。

進(jìn)一步地，上述方法還包括：根據(jù)q軸高頻電流響應(yīng)信息、q軸電流和d軸電流，確定q軸電流分量。

進(jìn)一步地，上述基于q軸電流和d軸電流，得到低通濾波結(jié)果的步驟，包括：將q軸電流分量進(jìn)行周期化處理和小誤差近似處理，得到角度信號(hào)和低通濾波電流之間的關(guān)系。

進(jìn)一步地，上述根據(jù)低通濾波結(jié)果，確定飛輪永磁轉(zhuǎn)子的位置的步驟，包括：對(duì)低通濾波結(jié)果進(jìn)行PI運(yùn)算，得到永磁同步電機(jī)在零速和低速狀態(tài)時(shí)的飛輪永磁轉(zhuǎn)子的位置。

進(jìn)一步地，上述方法還包括：根據(jù)飛輪永磁轉(zhuǎn)子的位置，控制永磁同步電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。