[发明专利]一种永磁同步电机无位置传感器直接转矩控制方法

权利要求书

1.一种永磁同步电机无位置传感器控制方法，其特征在于，包含以下步骤：

S1.通过PI速度调节器根据给定转速ω*与电机估计转速的差值得到参考转矩Te*；

S2.采集a、b、c三相电流i_a，i_b，i_c，经过坐标变换得到α，β轴定子电流i_α和i_β；通过占空比信号S_a、S_b、S_c计算三相电压u_a，u_b，u_c，经过坐标变换得到α，β轴定子电压u_α和u_β；将所述的三相电流i_a，i_b，i_c、三相电压u_a，u_b，u_c和转子位置角通过计算可以得到d,q轴的定子电流i_d，i_q和定子电压u_d，u_q；

S3.将所述的d,q轴定子电流i_d，i_q和电子电压u_d，u_q通过计算可以得到实际磁链flux和实际转矩Te；

S4.将给定的参考磁链flux*与所述实际磁链flux的差值输入滑模磁链调节器，经过滑模磁链调节器输出d轴参考电压u_d^*；将所述参考转矩Te*与所述实际转矩Te的差值输入滑模转矩调节器，经过滑模转矩调节器输出q轴参考电压u_q^*；

S5.将所述d轴参考电压u_d^*、q轴参考电压u_q^*和转子位置角通过坐标变换得到α轴参考电压u_α^*和β轴参考电压u_β^*，将所述α轴参考电压u_α^*和β轴参考电压u_β^*输入SVPWM正弦脉宽调制模块，经SVPWM正弦脉宽调制模块输出占空比信号S_a、S_b、S_c，然后将所述占空比信号S_a、S_b、S_c输入三相逆变器控制其导通关断，实现对永磁同步电机的驱动；

S6.将α，β轴定子电流i_α，i_β以及α，β轴定子电压u_α，u_β代入改进的龙伯格观测器计算永磁同步电机的估计反电动势

S7.将估计反电动势带入锁相环中计算转子位置角和估计转速

S8.重复S1-S7，实现电机的闭环稳定运行。

2.按照权利要求1所述的一种永磁同步电机无位置传感器控制方法，其特征在于，步骤S4所述的d轴参考电压u_d^*和q轴参考电压u_q^*的计算公式为：

式中，s_flux为磁链的滑模面函数，flux*为参考磁链，flux为实际磁链，u_d^*为d轴参考电压，s_T为转矩的滑模面函数，Te*为参考转矩，Te为实际转矩，u_q^*为q轴参考电压，K_p为比例系数，K_i为积分系数，sgn()为符号函数，r为设计参数。

3.按照权利要求1所述的一种永磁同步电机无位置传感器控制方法，其特征在于，步骤S6所述改进的龙伯格观测器估计反电动势的估算公式为：

其中，L为电感；i_α、i_β为实际定子电流；R为定子电阻；为估计定子电流；k1，k2为龙伯格观测器的两个增益系数；u_α，u_β为实际定子电压，为估计反电动势。

4.按照权利要求1所述的一种永磁同步电机无位置传感器控制方法，其特征在于，步骤S7所述的估计转速和转子位置角的估算公式为：

式中：K_p为比例系数，K_i为积分系数，为估计转速，为转子位置角，p为微分算子，λ＝(L_d-L_q)(ω_ei_d-pi_q)+ω_eψ_f，λ是与转速相关的变化值，为估计反电动势。