[发明专利]转子位置估计方法、转子位置估计装置及电机

说明书

本发明提供了一种转子位置估计方法、转子位置估计装置及电机，转子位置估计方法包括：获取第一相电流和第二相电流；获取第一相电压和第二相电压；获取速度参考值；计算第一反电势和第二反电势；对第一反电势和第二反电势积分处理获得第一磁链和第二磁链；通过高通滤波器处理第一磁链和第二磁链获得第三磁链和第四磁链；通过第三磁链和第四磁链计算出转子磁链第一分量和转子磁链第二分量；根据转子磁链第一分量和转子磁链第二分量计算转子位置角；根据转子磁链第一分量和转子磁链第二分量计算转子速度。本发明提供的转子位置估计方法改善了相位角偏移、对参数敏感、弱磁区域工作不佳等问题，提高了效率和准确度。

技术领域

本发明涉及电机技术领域，具体而言，涉及一种转子位置估计方法、转子位置估计装置及电机。

背景技术

近年来，许多学者提出各种无速度传感器控制方法，通常将其分为两类，一类基于电机的基频数学模型，由于其依赖电机参数，更适用于中高速的场合；另一类基于电机的凸极效应，采用谐波注入等方法进行提取，能运行于低速(零速)。采用基频数学模型的开环磁链法、模型参考自适应、观测器、卡尔曼滤波器等由于不需要利用电机的凸极效应，使其应用更为广泛。在这当中，开环磁链法控制可靠，收敛快速，实现也最为简单。

但常规的开环磁链法主要存在如下几个问题，一是积分初值问题，二是抗参数扰动和信号干扰能力弱，三是弱磁区域工作不佳。相关技术中，常采用积分加高通滤波的方式，或者采用一阶惯性环节替代积分器，同时利用高通环节分别对磁链在坐标系的两个分量进行幅频特性的补偿。第一种方法加剧了系统对电机参数和系统噪声的敏感性，而对于第二种方法，单一的补偿参数无法适应整个频带，尤其是弱磁区域。

发明内容

为了解决上述技术问题至少之一，本发明的第一方面的实施例提出了一种转子位置估计方法。

本发明的第二方面的实施例提出了一种转子位置估计装置。

本发明的第三方面的实施例提出了一种电机。

有鉴于此，根据本发明的第一方面的实施例，本发明提出了一种转子位置估计方法，用于电机，包括：获取电机的第一相电流和第二相电流；获取电机的第一相电压和第二相电压；获取电机的速度参考值；通过第一相电流、第二相电流、第一相电压、第二相电压、速度参考值及电机参数分别计算出第一反电势和第二反电势；通过第一低通滤波器分别对第一反电势和第二反电势积分处理并获得第一磁链和第二磁链；通过高通滤波器处理第一磁链和第二磁链，获得第三磁链和第四磁链，其中，高通滤波器的超前角等于低通滤波器的超前角；通过第三磁链和第四磁链分别计算出转子磁链第一分量和转子磁链第二分量；根据转子磁链第一分量和转子磁链第二分量计算转子位置角；根据转子磁链第一分量和转子磁链第二分量计算转子速度。

本发明提供的转子位置估计方法，首先采用低通滤波加相位补偿环节替代积分器(纯物理积分)用于根据反电势计算磁链，解决积分初值问题；其次，实时调整用于幅频补偿的高通滤波器的输入磁链限幅值，调整的依据是反电势和磁链的正交性，据此改善其对参数的敏感性和弱磁区域工作不佳的问题；最后，根据估计的转子磁链的两个分量计算转子位置角度和转速。通过上述的过程，改善了以往开环磁链积分方法带来的相位角偏移、对参数敏感、弱磁区域工作不佳等问题，提高了估计转子位置角度和转速的效率和准确度，同时能够实现较大速度范围内的高精度转子位置估计，并对电机参数变化和扰动表现出一定的鲁棒性。