[发明专利]一种内置式永磁同步电机无位置传感器控制方法

摘要

本发明公开了一种内置式永磁同步电机无位置传感器控制方法。所述控制方法使用旋转高频注入方法，计算得到相电感；利用相电感对称性以及交变性，对所得相电感两两求差，得到相电感之差以消除相电感之中直流分量；通过对相电感之差作迭代求和计算，理论上可得到一系列无限细分的电感；通过对所得细分电感简单比较运算，根据具有最大幅值的电感项判定得到当前转子位置；根据转子位置、估算速度和三相低频电流，以矢量控制方式驱动电机运转。本发明中转子位置估算过程不需要坐标变换及凸极追踪算法，具有简单可靠的控制结构，易于工程实现。

主权项

一种内置式永磁同步电机无位置传感器控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤A，生成高频电压信号，高频电压信号模块生成高频电压信号：uhfα=Uampcos(ωhft)，uhfβ=Uampsin(ωhft)其中ωhf=2πfhf，ωhf是高频电压信号角频率，fhf是高频电压信号频率，Uamp是高频电压信号幅值；t为时间；uhfα是高频电压信号定子静止坐标系中α轴方向的值，uhfβ是高频电压信号定子静止坐标系中β轴方向的值；步骤B，高频电压信号注入；将高频电压信号uhfα注入α轴，uhfβ注入β轴；步骤C，高频电流信号检测；利用电流传感器得到电机三相电流信号分别为ia、ib、ic，其中包含电机正常运行时的低频电流信号和由注入高频电压信号引起的高频电流信号；分别利用带通滤波方法得到三相电流信号ia、ib、ic中注入频率的高频电流信号，再通过低通滤波方法取得该高频电流信号的包络线值Iah、Ibh、Ich；同时将三相电流信号ia、ib、ic通过低通滤波方法滤除高频电流信号得到电机正常运行的低频电流信号ilfa、ilfb、ilfc；步骤D，相电感计算；利用已知高频电压信号电压幅值Uamp和三相高频电流信号包络线值Iah、Ibh、Ich分别求商，得到三相绕组相电感瞬时值la、lb、lc；步骤E，相电感之差迭代计算；对相电感瞬时值la、lb、lc两两求差，得到相电感瞬时值之差lab、lbc、lca，相电感瞬时值之差以空间矢量形式表示为Lab、Lbc、Lca；迭代过程如下：初始电感为相电感瞬时值之差矢量Lab、Lbc、Lca，电感矢量个数为3；经k次两两相邻电感矢量求和运算，得到3*2k个电感矢量，每次求 和运算得到的值除以衰减系数2cos(60°/2k‑1)，以保持电感矢量幅值恒定；其中k为大于等于1的正整数；步骤F，转子位置区间确定；根据步骤E得到的电感矢量，判断电机转子所在位置区间，进而得到位置信号，所得位置信号分辨率为(60/2k)°电角度；步骤G，驱动电机运转；根据步骤F所得电机转子位置信号，控制电机运转。