[发明专利]低噪声低频脉振信号注入永磁电机转子位置的检测方法在审

专利信息
申请号: 202111039690.8 申请日: 2021-09-06
公开(公告)号: CN113726246A 公开(公告)日: 2021-11-30
发明(设计)人: 周洪雷;董震;董清华;王品贺;郭晓宇 申请(专利权)人: 苏州溯驭技术有限公司
主分类号: H02P21/13 分类号: H02P21/13;H02P21/14;H02P21/18;H02P21/24;H02P25/022;H02P27/12
代理公司: 北京同辉知识产权代理事务所(普通合伙) 11357 代理人: 廖娜
地址: 215000 江苏省苏州市吴中经济开发区越溪街道吴中*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 噪声 低频 信号 注入 永磁 电机 转子 位置 检测 方法
【说明书】:

发明涉及一种低噪声低频脉振信号注入永磁电机转子位置的检测方法,在旋转坐标系内注入低频的电压信号,根据响应电流幅值,以自适应学习方式注入电压幅值,记录最后一拍注入电压幅值为Vinj,在观测的旋转坐标系中,对坐标系的轴注入低频脉振电压,对输出电流进行采样,提取响应电流幅值,通过观测器获取低频响应电流中包含的转子角度信息,得到转子速度,经过算法提取得到转子位置信息,实现闭环控制,得到转子位置信息。本发明能够保证系统环路控制连续性、稳定性的前提下,提取永磁电机转子位置信息,且消除了由于传统高频信号注入引起的噪声,实现了低噪声的永磁电机信号注入无位置传感器控制。

技术领域

本发明涉及一种永磁电机转子位置的检测方法,尤其涉及一种低噪声低频脉振信号注入永磁电机转子位置的检测方法。

背景技术

目前,常规采用的永磁同步电机低速无传感器控制的有效方案为高频注入方案,其常规采用三种方案:1、高频旋转注入方案;2、高频脉振注入方案;3、高频方波注入方案。

具体来说,在永磁电机低速运行或零速的情况下,现有技术都是通过在电机内部注入高频的电压信号实现转子位置提取的。其与本发明的方案的主要差别在于,注入信号的特征不同。高频旋转注入方案是在三相定子坐标系内注入旋转的电压矢量获取转子角度信息。高频脉振注入方案是通过在旋转坐标系内注入高频正弦波提取转子角度。高频方波注入方案是基于高频脉振注入方案发展而来,在旋转坐标系内注入高频的电压方波信号以获得转子角度。实施期间,在注入高频的电压信号后,通过信号提取技术得到高频的响应电流,然后经过算法提取得到转子位置信息,实现永磁电机的低速无位置传感器闭环控制。

结合实际实施来看,目前常规采用的基于信号注入的永磁电机无传感器的控制方式,其需要在电机内部注入高频的电压信号。由此,必定会引起刺耳的噪音,限制了该技术在对噪音敏感的领域,至少其无法在某些家电领域中得到推广。

同时,降低注入电压的频率是减小由于高频电压信号注入引起噪声的有效手段。但是,这样的处理方式会存在信号提取困难的问题。并且,也有部分方案通过注入离散的脉冲信号实现了低频信号的提取。然而,这样离散的脉冲信号注入会引起转矩的冲击。此外,为了实现脉冲信号的提取,会将系统环路控制打断,破坏了系统闭环调节的连续性,降低了系统动态响应能力。

有鉴于上述的缺陷,本设计人,积极加以研究创新,以期创设一种低噪声低频脉振信号注入永磁电机转子位置的检测方法,使其更具有产业上的利用价值。

发明内容

为解决上述技术问题,本发明的目的是提供一种低噪声低频脉振信号注入永磁电机转子位置的检测方法。

本发明的低噪声低频脉振信号注入永磁电机转子位置的检测方法,其包括以下步骤:

步骤一,在旋转坐标系内注入低频的电压信号,根据响应电流幅值,以自适应学习方式注入电压幅值,记录最后一拍注入电压幅值为Vinj

步骤二,在观测的旋转坐标系中,对坐标系的轴注入低频脉振电压,对输出电流进行采样,提取响应电流幅值;

步骤三,通过观测器获取低频响应电流中包含的转子角度信息,得到转子速度,经过算法提取得到转子位置信息,实现闭环控制。

进一步地,上述的低噪声低频脉振信号注入永磁电机转子位置的检测方法,其中,以自适应学习方式,注入电压幅值的过程为,在停机状态下,以预设步长参数,增加注入电压幅值,监控输出的线电流;

若响应电流幅值小于目标电流的预设值,则保持预设步长参数继续增加注入电压;

若响应电流幅值大于目标电流的预设值,但不超过目标电流,则以调整步长参数继续增加电压幅值,直到响应电流超过目标线电流;

若响应电流幅值大于目标电流,则以预设步长参数减小电压幅值,直到响应电流小于目标线电流;

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