[发明专利]一种基于高频注入的电机转子定位方法

权利要求书

1.一种基于高频注入的电机转子定位方法，其特征在于：包括，

向观测转子的d轴注入高频方波电压信号，并通过电感测量仪采集q轴的电感；

根据所述q轴的电感获得转子位置误差信息，并基于永磁同步电机设计观测器；

将所述转子位置误差信息输入至所述观测器，进而获得转子位置的估计初始值；

通过比较d轴高频电流响应幅值的变化情况辨识磁极极性；

根据磁极极性辨识结果对所述转子位置的估计初始值进行补偿，进而获得转子的实际初始位置。

2.如权利要求1所述的基于高频注入的电机转子定位方法，其特征在于：所述高频方波电压信号包括，

其中，为所述注入的高频方波电压信号，V_h为注入高频方波的幅值，φ_spr为单位方波函数，t为注入时间。

3.如权利要求2所述的基于高频注入的电机转子定位方法，其特征在于：所述单位方波函数包括，

其中，T为方波周期，t_m(T)为所述t除以所述T的余数。

4.如权利要求1或2所述的基于高频注入的电机转子定位方法，其特征在于：所述获得转子位置误差信息包括，

通过带通滤波器去除基频电流分量和逆变器开关频率谐波分量；

利用高频脉动正弦电压信号对髙频载波电流信号进行解调；

利用低通滤波器对所述解调后的髙频载波电流信号进行滤波，进而获得所述转子位置误差信息。

5.如权利要求4所述的基于高频注入的电机转子定位方法，其特征在于：所述解调后的髙频载波电流信号包括，

其中，为所述解调后的髙频载波电流信号，r表示旋转转子。

6.如权利要求4所述的基于高频注入的电机转子定位方法，其特征在于：所述转子位置误差信息还包括，

所述转子位置误差信息的表达式如下式：

其中，ε为所述转子位置误差信息，Z_q为q轴的阻抗，A为转子位置误差系数，Δθ为转子位置估计误差角。

7.如权利要求2、5、6任一所述的基于高频注入的电机转子定位方法，其特征在于：所述观测器包括，

所述观测器的开环传递函数G(s)如下：

其中，J为转动惯量，τ₁、τ₂为观测器的超前时间常数，为一阶惯性环节，s为极点。

8.如权利要求7所述的基于高频注入的电机转子定位方法，其特征在于：所述辨识磁极极性包括，

若d轴高频响应电流幅值增大，则转子所在位置的磁极为S极，需要对所述转子位置的估计初始值进行补偿，补偿值为180度；

否则，所述转子所在位置的磁极为N极，无需补偿。

9.如权利要求6所述的基于高频注入的电机转子定位方法，其特征在于：所述q轴的阻抗包括，

根据所述q轴的电感计算所述阻抗值：

Z_q＝R_s+jωL_q

其中，R_s为定子电阻，j为虚部，ω为注入方波频率。