[发明专利]永磁同步电动机转子位置估计方法

权利要求书

1.一种永磁同步电动机转子位置估计方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，利用永磁同步电动机定子电压数学模型，求解出定子电流时间导数的数学模型；

S2，将模型离散化，并在角θ_inj处注入高频电压V_inj，得到永磁同步电动机高频定子电流差模型；

S3，根据三角等式变换进一步简化所述永磁同步电动机高频定子电流差模型，求解出所述永磁同步电动机高频定子电流差模型中包含的转子位置；

在步骤S1中，所述永磁同步电动机定子电压数学模型为：

其中，V_α为永磁同步电动机定子电压在静止坐标系中α轴分量，V_β为永磁同步电动机定子电压在静止坐标系中β轴分量，R_s为永磁同步电动机定子绕组阻值，I_α为永磁同步电动机定子电流在静止坐标系中α轴分量，L_s为永磁同步电动机定子绕组电感矩阵，I_β为永磁同步电动机定子电流在静止坐标系中β轴分量，Φ_r为转子磁链，θ_r为转子实际位置；

所述永磁同步电动机定子绕组电感矩阵L_s定义为：

其中，L为定子绕组平均电感，ΔL为定子绕组电感差；

在步骤S1中，所述求解出定子电流时间导数的数学模型的步骤包括：

S11，对式(1)进行导数运算得到：

其中，ω_r为永磁同步电动机定子实际转速，由定子实际位置求导得到，L_n定义为：

S12，通过求解定子电流在(3)和(4)中的时间导数，获得永磁同步电动机定子电流数学模型描述如下：

其中：

在步骤S2中，所述将模型离散化的步骤包括：

S21，以(5)为基础，将连续的导数算子用离散化符号代替，得到电流采样周期ΔT_k中的电流差ΔI描述如下：

在步骤S2中，所述高频电压V_inj由将电压矢量和由控制器基本控制矢量分别在时刻T_k和T_k+1注入的频率为控制器PWM载波频率一半的高频电压和组成；

在步骤S2中，所述永磁同步电动机高频定子电流差模型满足：

在步骤S3中，所述根据三角等式变换进一步简化模型的步骤包括：

S31，对式(9)进行三角等式变换，简化为：

在步骤S3中，所述求解出电流差模型中包含的转子位置的步骤包括：

S32，对式(10)进行求解，得到实际转子位置表达式：

S33，将实际转子位置θ_r近似为生产实际中的电机转子实际位置；

在步骤S32中，进一步包括：

S321：将式(11)进一步简化并得出电机转子实际位置的估计值：

其中，