[发明专利]适用于无传感控制的电机

说明书

本发明提供了一种适用于无传感控制的电机，所述电机包括电机主体部和电机辅助部，所述电机主体部包括定子组件、转子组件以及电机轴；所述电机辅助部包括辅助绕组以及辅助永磁体组；所述转子组件和辅助永磁体组分别固定在所述电机轴的轴向的不同位置，且所述定子组件环绕所述转子组件设置，所述辅助绕组环绕所述辅助永磁体组设置。本发明实施例通过设置独立于电机主体部的辅助永磁体组和辅助绕组，可在电机主体部运行过程中产生辅助速度/位置信号，使无速度/位置传感控制在低速段更准确，更可靠，从而弥补无速度传感观测器在低速段无法满足应用需求的难点。

技术领域

本发明实施例涉及电机控制领域，更具体地说，涉及一种适用于无传感控制的电机。

背景技术

无速度/位置传感控制在工业应用中的需求越来越普遍。相较于传统的有速度/位置传感器控制方式，由于无速度/位置传感控制减少了速度/位置传感器，不仅减少成本，而且降低了速度/位置传感器带来的可靠性隐患(在许多工业现场，由于环境恶劣，例如存在油污、振动冲击、电磁噪声干扰等因素，速度/位置传感器很容易出现故障)。

然而，现有的无速度/位置传感控制相比于有传感器控制而言，以普遍的永磁同步电机为例，不论是基于电机模型的方法，还是基于高频注入的方法，依然面临诸多亟待解决的问题，具体体现在以下几个方面：

(1)低速性能有待提升。在低速情况下，由于电机电流信号信噪比小，以及逆变器死区非线性等影响导致的谐波含量高，导致无速度/位置传感估算的转速、角度偏差较大，严重时甚至导致电机无法稳定运行。

(2)参数易受工作环境影响。电机参数在随运行工况而变化，如同步机电阻随绕组温度上升，电感随负载电流呈现非线性变化，永磁体磁链随温度上升下降等，都会导致转速、位置观测偏差，严重时甚至导致观测器发散而不稳定运行。

目前的无速度/位置传感控制，主要从算法理论层面来提升无速度/传感观测器的稳定性、抗干扰性以及参数鲁棒性等，而针对现有无速度/位置传感控制在零速或低速性能提升依然没有得到很好的解决。并且，虽然依托于新材料以及新工艺的运用，可以使电机本体参数受环境和运行工况的影响而变化的程度尽可能降低，但同时也受限于材料以及工艺，导致成本及电机类型适用性方面存在较大问题，很难在工业界普遍推广。

发明内容

本发明实施例针对上述无速度/位置传感控制方案中存在低速性能较差、参数易受工作环境影响的问题，提供一种适用于无传感控制的电机。

本发明实施例解决上述技术问题的技术方案是，提供一种适用于无传感控制的电机，所述电机包括电机主体部和电机辅助部，所述电机主体部包括定子组件、转子组件以及电机轴；所述电机辅助部包括辅助绕组以及辅助永磁体组；所述转子组件和辅助永磁体组分别固定在所述电机轴的轴向的不同位置，且所述定子组件环绕所述转子组件设置，所述辅助绕组环绕所述辅助永磁体组设置。

优选地，所述电机包括控制装置，所述控制装置包括驱动单元、主控单元以及信号采集单元，并由所述驱动单元根据所述主控单元输出的控制信号驱动所述转子组件转动；所述信号采集单元连接到所述辅助绕组，并采集所述辅助绕组的信号；所述主控单元根据所述信号采集单元采集的辅助绕组的信号调整向所述驱动单元输出的控制信号。

优选地，所述辅助永磁体组位于所述转子组件的一端；所述定子组件包括主定子铁芯和绕设在所述主定子铁芯上的主绕组，所述驱动单元通过向所述主绕组输出驱动电压驱动所述转子组件转动；所述电机辅助部包括辅助定子铁芯，所述辅助绕组绕设在所述辅助定子铁芯上，且所述辅助定子铁芯位于所述辅助定子铁芯的轴向的一端。

优选地，所述辅助定子铁芯与所述主定子铁芯一体。

优选地，所述转子组件包括固定在所述电机轴上的主转子铁芯；所述电机辅助部包括固定在所述电机轴上的辅助转子铁芯，且所述辅助永磁体组固定在所述辅助转子铁芯上；所述主转子铁芯和辅助转子铁芯之间通过隔磁件相隔。