[发明专利]一种表贴式永磁同步电机转子初始位置检测方法

摘要

本发明公开了一种表贴式永磁同步电机转子初始位置检测方法。该方法在利用高频电压注入法实现初次初始位置估计的基础上，再通过提取d轴电流响应中二倍注入信号频率次谐波中所包含的d轴正方向信息进行d轴正方向判断，该方法无需额外注入正负脉冲再比较电流响应的幅值，缩短了估计时间，简化了估计过程，降低了对电流检测精度的要求，且不会造成转子的微动，拓宽了应用场合。

主权项

一种表贴式永磁同步电机转子初始位置检测方法，该方法先获取转子位置初次估算值，再判断d轴正方向，将转子位置初次估算值加上d轴正方向判断后的补偿值即为最终初始位置估计值，其特征在于，获取转子位置初次估算值的步骤如下：步骤1、在估计转子同步旋转坐标系的d轴注入高频余弦电压U_hm cos(ω_ht)，其中，U_hm为在d轴注入高频电压的幅值，t表示当前时刻；步骤2、对估计转子同步旋转坐标系上注入的电压信号进行派克逆变换，得到两相静止α‑β坐标系下的电压信号u_α和u_β，再采用空间矢量脉宽调制SVPWM得到三相逆变器的六路开关信号，驱动表贴式永磁同步电机SPMSM；步骤3、检测电机三相绕组A/B/C中的任意两相电流，先进行克拉克变换得到两相静止α‑β坐标系下的电流信号i_α和i_β，再经过派克变换得到估计转子同步旋转坐标系下的d轴电流响应信号和q轴电流响应信号步骤4、将估计转子同步旋转坐标系的q轴电流响应信号经过带通滤波器选出频率为ω_h的交流分量即为q轴电流响应的一次谐波分量，再与正弦信号sin(ω_ht)相乘进行调制，得到直流分量和频率为2ω_h的交流分量，最后经过低通滤波器滤除交流分量，提取直流分量，得到估计位置偏差信号；步骤5、构建位置偏差闭环，将估计位置偏差信号作为PI调节器的输入，估计转子角速度为PI调节器的输出，对估计转子角速度积分得到估计的转子位置，重复步骤1‑5，直到估计的转子位置收敛为一恒定值，即为转子初始位置的初次估计值；判断d轴正方向的过程如下：检测估计转子同步旋转坐标系的d轴电流响应将其先经过带通滤波器选出d轴电流响应的二次谐波分量将二次谐波分量与余弦信号cos(2ω_ht)相乘进行调制，得到直流分量和频率为4ω_h的交流分量，其中ω_h为在d轴注入高频电压的角频率；再经过低通滤波器滤除交流分量，提取直流分量，该直流分量即为d轴正方向的判断信息g(NS)，当g(NS)大于0表示d轴正方向与磁极N极反向，d轴正方向判断后的补偿值为π；当g(NS)小于0表示d轴正方向与磁极N极同向，d轴正方向判断后的补偿值为0。