[发明专利]双三相永磁同步电机无位置传感器控制角度补偿方法

权利要求书

1.一种双三相永磁同步电机无位置传感器控制角度补偿方法，其特征是，步骤如下：

步骤一：构建双三相永磁同步电机的数学模型，并推导电感不对称时d-q轴电感表达式，分别在静止坐标系α-β轴中注入正交方波，其中，d-q和α-β分别为自然坐标系通过旋转Park变换和Clark变换的坐标系，Park变换为静止坐标系到旋转坐标系的坐标变换阵，Clark变换为自然坐标系到静止坐标系的坐标变换阵；在每个方波注入周期内对响应的高频电流进行四次采样；利用采样的高频响应电流值构造关于转子位置信息的表达式，并解调出转子位置角；

步骤二：利用高频响应电流采样值构造电感不对称时关于d-q电感的表达式，并辨识出不对称L′_d-L′_q电感参数，L′_d为d轴不对称电感，L′_q为q轴不对称电感；

步骤三：结合电感辨识结果，计算出电感不对称d-q电感的偏差量，在位置解调中将偏差量消除，提高无位置传感器转子位置估计的准确性。

2.如权利要求1所述的双三相永磁同步电机无位置传感器控制角度补偿方法，其特征是，所述步骤一中，构建的双三相永磁同步电机数学模型为：

式中，u_dh、u_qh和u_x、u_y分别为d轴、q轴注入的高频电压信号和x-y谐波子平面电压；i_dh、i_qh和i_x、i_y分别为d轴、q轴高频电流响应分量和x-y谐波子平面电流；L_d、L_q分别为d轴、q轴高频电感值；L_z为电机漏感；

电感不对称时d-q电感的表达式为：

式中，L′_d、L′_q为电感不对称时的d-q电感；ΔL为不对称电感量；θ为转子位置角无位置传感器控制注入到静止坐标系α-β轴中的正交方波电压信号为：

式中，V_h为注入方波幅值；T为注入方波周期；n为注入次序；

采样的高频响应电流表达式为：

式中，Δi_αh和Δi_βh为两个相邻采样点的高频电流差；L₀为均值电感，L₀＝(L_d+L_q)/2；L₁为差值电感，L₁＝(L_d-L_q)/2；t为采样次数；

通过对采样值合理地构造，得到关于θ的表达式，具体构造如下：

以I_sinθ构造为例：在t＝1时，选取t＝1时刻注入方波响应在α轴的电流差Δi_αh^t1减去t＝4时刻注入方波响应在β轴的电流差Δi_βh^t4；在t＝2时，选取t＝2时刻注入方波响应在β轴的电流差Δi_βh^t2加上t＝1时刻注入方波响应在α轴的电流差Δi_αh^t1，以此类推，构造的I_sinθ、I_cosθ表达式为：

经转子位置解调后，得到关于Δθ的表达式F′_Δθ为：

式中，Δθ为实际转子角度θ与估计转子角度的差。由于电感不对称，解调式中存在偏差量，导致位置估计不准确。再经锁相环处理得到转子位置角

3.如权利要求1所述的双三相永磁同步电机无位置传感器控制角度补偿方法，其特征是，所述步骤二详细步骤如下：利用采样值构造I_L0和I_L1函数，具体构造过程为：

I_L0与I_sinq、I_cosq构造过程相同：在t＝1时，选取t＝1时刻注入方波响应在b轴的电流差Δi_βh^t1，减去t＝4时刻注入方波响应在a轴的电流差Δi_αh^t4；在t＝2时，选取t＝2时刻注入方波响应在a轴的电流差Δi_αh^t2，加上t＝1时刻注入方波响应在b轴的电流差Δi_βh^t1，以此类推；I_L1则为构造电流I_sinq、I_cosq平方和的算数平方根；

构造出I_L0和I_L1的表达式为：

通过数学运算，辨识出L′_d-L′_q电感参数为：

所述步骤三中，根据电感辨识结果，计算出不对称L′_d、L′_q的电感偏差量：

式中，DL_d和DL_q为不对称导致的电感偏差量；将电感偏差量从位置解调式F′_Δθ中补偿，补偿后表达式H_Dq为：

最后，经锁相环处理得到准确的转子位置角