[发明专利]一种交流电机无位置传感器的控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种交流电机无位置传感器的控制方法及系统，在交流电机启动后，会基于磁场凸极性算法计算先得到转子初始位置，然后还考虑了磁场极性，若磁极位置为磁场南极，则将转子初始位置与π的和更新为转子初始位置，以实现后续根据该转子初始位置对交流电机进行控制，否则，直接利用基于磁场凸极性算法计算得到的转子初始位置对交流电机进行控制。可见，本申请在判定磁极位置为磁场南极后对转子初始位置作了修正，并根据修正后的转子初始位置对交流电机进行控制，提高了交流电机系统在低速下的性能，保证了低速控制下的交流电机系统的稳定，且实现了交流电机的全速度域下的无位置传感器控制。

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，特别是涉及一种交流电机无位置传感器的控制方法及系统。

背景技术

目前，交流电机控制技术一般都需要转子位置或者转子速度信号进行闭环，因此，为了对交流电机进行控制，需要先获取交流电机的转子位置信号或者转子速度信号。现有技术中通常采用物理传感器来采集转子位置或者速度信号，且电机控制系统中相应地还需要规划相应的AD电路与之匹配，此外，为了实现交流电机与物理传感器的机械连接，还需要增加连接线缆及交流电机的轴承长度。上述设置方式一方面使得交流电机的控制系统的电路结构变得更加复杂且成本高，另一方面，物理传感器的连接电缆会引入电磁干扰。

为了解决上述技术问题，人们对交流电机的无位置传感器的控制方式进行了大量的研究，提出了不少算法来对转子位置及速度进行估算。但是这些算法在特定速度之上可以达到与有物理传感器的电机控制系统相同的效果，但是在特定速度之下的性能较差。为此，现有技术中又提出了低速时基于磁场凸极性算法来估算转子位置的方案，但是该方案在特定速度之下仍然会时常出现性能不佳的问题。其原因主要在于转子处于低速或者零速时，这些算法在对转子位置进行估算时涉及到转子初始位置，而转子初始位置与磁场极性有关，如果算法估算出来的转子初始位置与磁场南极位置对齐，那么交流电机控制系统输出的转矩符号会改变，进而使得交流电机系统不稳定。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种交流电机无位置传感器的控制方法及系统，提高了交流电机系统在低速下的性能，保证了低速控制下的交流电机系统的稳定，实现了交流电机的全速度域下的无位置传感器控制。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种交流电机无位置传感器的控制方法，包括：

S11：交流电机启动后，基于磁场凸极性算法获取转子初始位置，且确定磁极位置，若磁极位置为磁场南极，则将所述转子初始位置与π的和更新为转子初始位置并进入S12，否则，直接进入S12；

S12：根据所述转子初始位置对所述交流电机进行控制；

S13：获取所述交流电机的当前转子速度；

S14：判断所述当前转子速度是否大于预设值，如果是，进入步骤S15；否则，进入步骤S16；

S15：根据预设中高速算法确定转子位置，并进入S17；

S16：基于磁场凸极性算法确定转子位置；

S17：根据所述转子位置对所述交流电机进行控制。

优选地，S11中，确定磁极位置，包括：

基于当前谐波电流预估脉冲信号u_f；

向αβ坐标系下的定子电压u_s中注入所述脉冲信号u_f，并获取基于所述脉冲信号u_f生成的新的谐波电流的预设偶次谐波分量；

将所述预设偶次谐波分量转换至dq坐标系，并计算所述预设偶次谐波分量在dq坐标系下的q轴分量；