[发明专利]永磁同步电动机转子位置估计方法

说明书

本发明提供了一种永磁同步电动机转子位置估计方法，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。

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，具体为一种永磁同步电动机转子位置估计方法。

背景技术

永磁同步电动机矢量控制性能很大程度上取决于转子位置信息的准确性。对于电动汽车等对电机控制性能要求较为苛刻的场景，高品质的编码器可满足其需求。但编码器等传感器部件的加入使得机械、电气故障发生概率大大增加，这使得除编码器等位置传感器以外的容错机制——无位置传感器转子位置估计算法显得异常重要。目前大部分无位置传感器算法适用于电机高速运行下的转子位置估计，在静止/低速工况下一般采用高频电压注入的方法，但定子电压、定子电流等的测量误差以及观测器、状态变换器等模块的参数调节准确性很大程度上限制了无位置传感器算法的转子位置估计准确性，无法适应苛刻场景的电机控制性能要求。必须寻求新的永磁同步电动机转子位置估计方法。

发明内容

鉴于上述情况，有必要提供一种测量参数较少、尽量避免繁琐参数调节过程的无位置传感器转子估计方法。

本发明是这样实现的：

一种永磁同步电动机转子位置估计方法，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。

本发明的有益效果是：该方法在估计转子位置时无需永磁同步电动机定子绕组的电压信息，因此从根本上避免了定子绕组电压测量误差带来的估计误差，同时，该方法也无需任何观测器、控制器或状态变换器，避免了繁琐的参数调节过程。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1静止坐标系下半开关频率信号注入解调算法的永磁同步电动机转子位置估计方法的流程图。

图2电压矢量和构成图；

图3abc参考坐标系中的三相控制信号V_a、V_b和V_c以及开关信号S_a、S_b和S_c与电流采样频率及PWM周期的关系图。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。