[发明专利]电机转子位置的检测方法和检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及电机技术领域，特别涉及一种电机转子位置的检测方法以及一种电机转子位置的检测装置。

背景技术

PMSM(Permanent Magnet Synchronous Motor，永磁同步电机)的高效控制需要精确的电机的转子位置信息，常规的控制系统一般通过位置传感器来获得电机的转子位置信息。但是，由于位置传感器增加了整个电机控制系统的成本，造成系统引线多且易受干扰，因此通常需要通过软件算法来估算电机的转子位置信息。

目前，现有的位置估算算法可分为两大类：第一类是基于电机基波模型的位置估算法，该方法实现简单，效果好，但当电机处于低速或静止状态时，该方法失效，无法估算出电机的转子位置信息。第二类是高频信号注入法，该方法不受电机的转速约束，在电机全速度范围内都能估算电机的转子位置信息，并且高频信号注入法通常是利用电机的凸极特性，通过向电机的定子绕组注入高频电压激励信号，并检测高频电流响应来估算电机的转子位置，但由于高频电流响应信噪比低，信号提取及处理过程复杂，信号延时大，因此整个系统带宽较低，影响了其稳定性。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决上述的技术缺陷之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种电机转子位置的检测方法，通过向电机的定子绕组注入高频电压激励信号，并检测电机的中性点零序电压来估算电机的转子位置，不仅信号处理过程简单，信噪比高，而且估算精度高，拓宽了电机的转速范围，增加了整个电机控制系统的应用场合。

本发明的另一个目的在于提出一种电机转子位置的检测装置。

为达到上述目的，本发明一方面实施例提出的一种电机转子位置的检测方法，包括以下步骤：向电机的定子绕组注入高频电压激励信号，并检测所述定子绕组的中性点零序电压；根据所述中性点零序电压估算出所述电机的转子位置。

根据本发明实施例的电机转子位置的检测方法，利用电机的凸极特性，通过向电机的定子绕组注入高频电压激励信号，并检测定子绕组的中性点零序电压来估算出电机的转子位置，由于检测的是电机的中性点零序电压信号，因此，信号处理过程简单，信噪比高，并且信号处理过程中的延时不会影响转子位置估算的精度和带宽，估算精度高。此外，高频信号注入法本身能够使电机在零速运行，因此拓宽了电机的转速范围，增加了整个电机控制系统的应用场合。

根据本发明的一个实施例，根据所述中性点零序电压估算出所述电机的转子位置，具体包括：对所述中性点零序电压进行带通滤波处理和进行信号处理以获得零序电压分量；对所述零序电压分量进行PI控制和积分处理以获得所述电机的转子位置。

根据本发明的一个实施例，所述高频电压激励信号为高频脉振电压信号，其中，向电机的定子绕组注入高频电压激励信号具体为：在估算的坐标系中注入所述高频脉振电压信号，且所述估算的坐标系以两倍的电机转子估算转速旋转，旋转方向与所述电机的转子旋转方向相反。

并且，所述高频脉振电压信号通过以下公式表达：

U2d^=0U2q^=Ucosωht]]>

其中，为注入在估算的d轴坐标系下的电压分量，为注入在估算的q轴坐标系下的电压分量，U为所述高频脉振电压信号的幅值，ω_h为所述高频脉振电压信号的频率。

根据本发明的一个实施例，所述中性点零序电压根据以下公式得到：