[发明专利]一种基于高频注入的电机转子定位方法

说明书

本发明公开了一种基于高频注入的电机转子定位方法，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；根据所述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。本发明的收敛速度较快，对釆样误差不敏感，相位延迟很小，并具有较高的定位精度。

技术领域

本发明涉及位置检测的技术领域，尤其涉及一种基于高频注入的电机转子定位方法。

背景技术

永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Machine，PMSM)具有高功率密度、高转矩电流比的特点，已经广泛应用于工业现场、电动汽车、家用电器等领域。

目前，已有多种PMSM转子初始位置估计方法相继被提出，其中，比较典型的方法是首先利用基于凸极追踪的方法(高频信号注入法)观测转子位置，然后利用短脉冲电压注入法或二次谐波分量法辨识磁极极性，但这种方法但其在带载状态下检测角度不准确，误差较大，从而达不到协作机器人的高性能要求。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明提供了一种基于高频注入的电机转子定位方法，能够避免采样延迟带来的影响，有效减小测量误差。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：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。

作为本发明所述的基于高频注入的电机转子定位方法的一种优选方案，其中：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。

作为本发明所述的基于高频注入的电机转子定位方法的一种优选方案，其中：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。

作为本发明所述的基于高频注入的电机转子定位方法的一种优选方案，其中：所述提取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。

作为本发明所述的基于高频注入的电机转子定位方法的一种优选方案，其中：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。

作为本发明所述的基于高频注入的电机转子定位方法的一种优选方案，其中：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：