[发明专利]一种无低通滤波的PMSM高频注入转子位置估计法

权利要求书

1.一种无低通滤波的PMSM高频注入转子位置估计法，其特征在于，包括以下步骤：

构建三个坐标系，分别为两相静止坐标系α-β、实际转子同步旋转坐标系d-q以及估计转子同步旋转坐标系

向估计转子同步旋转坐标系注入高频正弦电压；

采集永磁同步电机的三相电流i_a、i_b、i_c；

将三相电流i_a、i_b、i_c进行Clarke变换，得到两相静止坐标系α-β下的两相定子电流i_α、i_β；

对两相电流i_α、i_β进行Park变换，得到估计转子同步旋转坐标系的估计直轴电流以及估计交轴电流

滤除估计直轴电流以及估计交轴电流中的低频的基波电流和高频PWM高次谐波电流，得到由高频正弦电压在估计转子同步旋转坐标系下激发的交直轴电流

在高频估计交轴电流的幅值信号中含有转子误差Δθ的信息，将幅值信号单独提取出来作为PI控制器的输入，可得电机的估计转速积分后可得转子位置估计值其中，Δθ为估计转子同步旋转坐标系与实际转子同步旋转坐标系之间的误差。

2.根据权利要求1所述的无低通滤波的PMSM高频注入转子位置估计法，其特征在于，实际转子同步旋转坐标系下PMSM的电压方程为：

式中：u_d、u_q和i_d、i_q分别为同步旋转坐标系下的电压和电流；L_d、L_q分别为永磁同步电机的直轴、交轴电感；p为微分算子；ω_e为转子电角速度；ψ_f为永磁体磁链；

当电机运行在零低速区域时，将PMSM的电压方程可以简化为：

3.根据权利要求2所述的无低通滤波的PMSM高频注入转子位置估计法，其特征在于，向估计转子同步旋转坐标系注入的高频正弦电压为：

其中，分别为向估计交轴和估计直轴注入的高频正弦电压，U_h为注入电压的幅值，ω_h为注入电压的频率。

4.根据权利要求3所述的无低通滤波的PMSM高频注入转子位置估计法，其特征在于，所述滤除估计直轴电流以及估计交轴电流中的低频的基波电流和高频PWM高次谐波电流，得到由高频正弦电压在估计转子同步旋转坐标系下激发的交直轴电流具体为：

通过一个带通滤波器滤除低频的基波电流和高频PWM高次谐波电流，得到由高频正弦电压在估计转子同步旋转坐标系下激发的交直轴电流

5.根据权利要求4所述的无低通滤波的PMSM高频注入转子位置估计法，其特征在于，

所述高频估计交轴电流具体为：

式中，L_av＝(L_q+L_d)/2，L_di＝(L_d-L_q)/2；为高频估计交轴电流的相位偏移值。

6.根据权利要求5所述的无低通滤波的PMSM高频注入转子位置估计法，其特征在于，所述在高频估计交轴电流的幅值信号中含有转子误差Δθ的信息，将幅值信号单独提取出来作为PI控制器的输入，可得电机的估计转速积分后可得转子位置估计值其中，Δθ为估计转子同步旋转坐标系与实际转子同步旋转坐标系之间的误差，具体为：

所述高频估计交轴电流是频率为ω_h的高频正弦波，所述高频估计交轴电流的幅值信号包含了所需要的转子位置误差信息；

通过解调信号去除高频估计交轴高频电流响应，以提取出位置误差函数，将所述高频估计交轴电流改写为：

式中,