[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于I/F起動(dòng)的永磁同步電機(jī)無(wú)速度傳感器切換方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210118979.7
• 申請(qǐng)日: 2022-02-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114531072A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 寧博文;趙毅恒;盧少武;嚴(yán)保康;劉江;但峰;馬婭婕
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 武漢科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H02P21/13
• 分類(lèi)號(hào): H02P21/13;H02P21/22;H02P21/34;H02P21/00;H02P25/024
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專(zhuān)利代理有限公司 42102
• 代理人: 劉琰

1.一種基于I/F起動(dòng)的永磁同步電機(jī)無(wú)速度傳感器切換方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟1、根據(jù)永磁同步電機(jī)參數(shù)和負(fù)載，設(shè)置I/F起動(dòng)的起動(dòng)參數(shù)，包括給定的電流值以及機(jī)械角加速度；

步驟2、采用預(yù)定位方法找到電機(jī)初始位置，依據(jù)所設(shè)置的起動(dòng)參數(shù)進(jìn)行I/F起動(dòng)；

步驟3、I/F起動(dòng)到達(dá)切換設(shè)定速度后，切入電流調(diào)節(jié)的過(guò)渡過(guò)程；

步驟4、設(shè)計(jì)反饋調(diào)節(jié)器對(duì)電流進(jìn)行調(diào)節(jié)，待電流調(diào)節(jié)減小并保持穩(wěn)定后，切入基于反電動(dòng)勢(shì)速度觀測(cè)器的轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)控制。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于I/F起動(dòng)的永磁同步電機(jī)無(wú)速度傳感器切換方法，其特征在于，所述步驟1中設(shè)置給定的電流值的方法包括：

根據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩方程得到電機(jī)加速時(shí)電流和負(fù)載的關(guān)系：

進(jìn)一步得到給定電流i_q^*的取值范圍：

其中，T_e為電機(jī)轉(zhuǎn)矩，p_n為永磁同步電機(jī)磁極對(duì)數(shù)，Ψ_f為永磁體磁鏈，θ為給定電流矢量與電機(jī)轉(zhuǎn)子q軸的夾角，T_L為負(fù)載轉(zhuǎn)矩，在上述取值范圍內(nèi)選擇合適的電流值i_q^*作為I/F起動(dòng)給定電流。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于I/F起動(dòng)的永磁同步電機(jī)無(wú)速度傳感器切換方法，其特征在于，所述步驟1中設(shè)置機(jī)械角加速度的方法包括：

當(dāng)電流矢量與電機(jī)轉(zhuǎn)子q軸的夾角為零時(shí)電機(jī)的瞬時(shí)加速度最大，忽略粘滯摩擦系數(shù)，由電機(jī)的機(jī)械方程得到在給定電流幅值下電機(jī)最大機(jī)械角加速度為：

起動(dòng)設(shè)定機(jī)械角加速度范圍為：

0≤a_e≤a_r

其中，J為電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，a_r為電機(jī)I/F起動(dòng)給定電流下的最大機(jī)械角加速度，a_e為電機(jī)給定的機(jī)械角加速度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于I/F起動(dòng)的永磁同步電機(jī)無(wú)速度傳感器切換方法，其特征在于，所述步驟2的方法包括：

對(duì)電機(jī)給定機(jī)械角加速度a_e積分得到電機(jī)的給定轉(zhuǎn)速ω^*；

再對(duì)給定轉(zhuǎn)速ω^*積分得到電機(jī)旋轉(zhuǎn)的電角度：

采用電機(jī)的預(yù)定位方法，找到電機(jī)的初始位置，則I/F起動(dòng)給定輸入角度為：

其中，θ^*為I/F起動(dòng)位置指令輸入的電角度，θ_if^*為電機(jī)旋轉(zhuǎn)的電角度，θ₀為電機(jī)的初始電角度；采用上述設(shè)定值進(jìn)行電機(jī)I/F起動(dòng)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于I/F起動(dòng)的永磁同步電機(jī)無(wú)速度傳感器切換方法，其特征在于，所述步驟4中設(shè)計(jì)反饋調(diào)節(jié)器的方法包括：

根據(jù)中高速狀態(tài)下基于電機(jī)反電動(dòng)勢(shì)的無(wú)速度傳感器觀測(cè)方法，得到估計(jì)的轉(zhuǎn)子電角度θ_e；

根據(jù)I/F給定的位置角度，得到角度差：

θ_err＝θ_e-θ^*

設(shè)計(jì)反饋調(diào)節(jié)器，用θ_err作為反饋調(diào)節(jié)器的輸入來(lái)調(diào)節(jié)反饋電流大小；

反饋調(diào)節(jié)器的輸入輸出關(guān)系為：

加入反饋調(diào)節(jié)器后得到控制電流i_q為：

反饋調(diào)節(jié)器中，設(shè)計(jì)的角度差調(diào)節(jié)器的輸入輸出關(guān)系為：

e(t)＝k_eθ_err

其中，

其中，k_p、k_i、λ、n為可調(diào)參數(shù)，為反饋電流，k_e為角度調(diào)節(jié)系數(shù)，e(t)為角度差調(diào)節(jié)器輸出。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于I/F起動(dòng)的永磁同步電機(jī)無(wú)速度傳感器切換方法，其特征在于，所述步驟4的方法包括：

在反饋調(diào)節(jié)器的作用下，q軸的給定電流自動(dòng)的調(diào)節(jié)減小并保持穩(wěn)定，待電流穩(wěn)定后可切入基于反電動(dòng)勢(shì)速度觀測(cè)器的轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)控制。