[发明专利]一种基于正反序列谐波注入的电机转子初位估计方法

摘要

本发明公开了一种基于正反序列谐波注入的电机转子初位估计方法，该方法改进了传统的旋转高频注入法估算d轴位置所产生的估算角度误差，包括定子电阻和逆变器死区的非线性特性，同样也分析了线路时间延时、滤波延时对转子初始位置估算的影响，故可以使转子的初始d轴位置估算更加准确、快速和稳定；再利用估算得到d轴上的磁饱和效应区分出永磁体磁极的极性，最后得到准确的转子初始角度。本发明方法实现起来简单，并且具有很强的抗干扰能力，能够更加准确、快速稳定的测得转子的初始位置。

主权项

1.一种基于正反序列谐波注入的电机转子初位估计方法，包括如下步骤：（1）向电机定子绕组注入幅值为V_c角频率为w_c的正向谐波电压；经静止α-β坐标系变换至同步旋转d-q坐标系，得到正向谐波电压在同步旋转d-q坐标系下的电压矢量V_dq；（2）根据电压矢量V_dq，计算求得电机定子电流在同步旋转d-q坐标系下的电流矢量I_dq；（3）经同步旋转d-q坐标系变换至静止α-β坐标系，得到定子电流在静止α-β坐标系下的电流矢量I_αβ；（4）从电流矢量I_αβ中提取出电流负序分量对电流负序分量依次进行低通滤波以及旋转解调得到电流负序分量（5）根据电流负序分量通过以下关系式反正切计算得到负序相位θ₁；Iαβ2-=Icpejθ1Icp=IR22+IR12]]>IR1=Ir12+Ir32IR2=Ir22+Ir22+Ir42]]>Ir1=Vc·rr2+Ld2wc2Ir2=Vc·Ld·wcr2+Ld2wc2Ir3=Vc·rr2+Lq2wc2Ir4=Vc·Lq·wcr2+Lq2wc2]]>其中：L_d和L_q分别为电机定子电感在同步旋转d-q坐标系下的d轴电感分量和q轴电感分量，r为定子电阻，j为虚数单位；（6）向电机定子绕组注入相同幅值相同角频率的负向谐波电压，根据步骤（1）至（5）同理计算出定子电流在静止α-β坐标系下的电流矢量I_αβ并从中提取出电流正序分量进而对电流正序分量进行低通滤波以及旋转解调得到电流正序分量根据电流正序分量通过关系式反正切计算得到正序相位θ₂；（7）根据以下关系式，确定同步旋转d-q坐标系d轴与静止α-β坐标系α轴的夹角θ：若θ₁≥θ₂，则θ=0.5*[θ₁-0.5*(θ₁-θ₂)]；若θ₁≤θ₂，则θ=0.5*[θ₁+π-0.5*(θ₁+π-θ₂)]；（8）根据夹角θ，通过d轴上的磁饱和效应区分出永磁体磁极的极性，进而确定电机的转子初始角。