[发明专利]表贴式永磁同步电机低速无位置传感器矢量控制系统与方法

权利要求书

1.一种表贴式永磁同步电机低速无位置传感器矢量控制系统，其特征是：包括：

霍尔电流传感器，被配置为采集三相定子电流；

信号处理模块，被配置为接收经过abc/dq坐标变换的三相定子电流，得到基波反馈电流和用于转子位置估计的高频电流；

转子位置与速度跟踪观测器，被配置为接收信号处理模块得到的高频电流差值，经处理后获得转子磁链定向及坐标变换所需的转子位置角及转子转速的反馈值；

速度调节器，被配置为接收转子的位置和速度信息，并输出q轴电流的给定值，在d轴注入高频脉振方波电压，且注入的高频方波电压的频率与PWM的开关频率相同，高频脉振方波电压与d轴电流PI调节器输出的基波输出电压共同作用作为d轴定子电压的给定值，经dq/αβ坐标变换和标准七段SVPWM作用至三相逆变器。

2.如权利要求1所述的一种表贴式永磁同步电机低速无位置传感器矢量控制系统，其特征是：所述信号处理模块按照不同的设定时刻注入基波和高频方波电压，并采样定子绕组电流。

3.如权利要求1所述的一种表贴式永磁同步电机低速无位置传感器矢量控制系统，其特征是：采用两次电流偏差的差值作为与转子位置估计偏差角有关的信息，两次偏差相减的结果与仅注入高频方波电压作用时的电流偏差相同。

4.如权利要求1所述的一种表贴式永磁同步电机低速无位置传感器矢量控制系统，其特征是：在一个PWM周期内，采用双采样双更新方案，并利用一个周期内连续两次电流偏差的差值作为与转子位置估计偏差角有关的信息；采用转子位置与速度跟踪观测器得到转子位置角和转子角速度的观测值。

5.如权利要求4所述的一种表贴式永磁同步电机低速无位置传感器矢量控制系统，其特征是：双采样双更新方案为将采样和控制频率升至PWM开关频率的两倍。

6.如权利要求1所述的一种表贴式永磁同步电机低速无位置传感器矢量控制系统，其特征是：所述速度PI调节器的输出作为q轴电流的给定值，d轴电流的给定值为零，实现单位定子电流转矩最大基本控制。

7.如权利要求6所述的一种表贴式永磁同步电机低速无位置传感器矢量控制系统，其特征是：在d轴注入高频脉振方波电压，它与d轴电流PI调节器输出的基波输出电压共同作用作为d轴定子电压的给定值，q轴电流调节器的输出作为q轴定子电压的给定值。

8.如权利要求1所述的一种表贴式永磁同步电机低速无位置传感器矢量控制系统，其特征是：所述转子位置与速度跟踪观测器调整使q轴上的高频电流差分值趋向于零，获得转子位置角和转子角速度的估计值。

9.如权利要求1所述的一种表贴式永磁同步电机低速无位置传感器矢量控制系统，其特征是：所述转子位置与速度跟踪观测器对于转子初始位置角的确定是根据高频方波注入和信号处理情况进行的，得到转子零速时的位置角，即为转子初始位置角。

10.一种表贴式永磁同步电机低速无位置传感器矢量控制方法，其特征是：利用注入频率等于PWM开关频率的高频脉振方波注入方案，结合双采样和双更新和连续两次偏差电流相减的解调措施，实现高频电流响应与基波电流的分离，最终得到了转子位置角和转子角速度的估计信息。