永磁无刷直流电机低速及零速转子位置观测方法

摘要

本发明涉及一种永磁无刷直流电机低速及零速转子位置观测方法，该方法在导通的两相串联绕组中注入高频电流，提取包括不导通相绕组在内的三相绕组相电压中高频分量；基于高频相电压与转子位置角的关系，借助乘法器、低通滤波器、加法器、坐标变换环节等获得转子位置角观测误差相关变量，并将所述转子位置角观测误差相关变量依次送至PI控制器、积分器，积分器稳态时输出即为转子位置角观测值。该方法可以准确、可靠地观测出永磁无刷直流电机在两相导通模式下低速及零速运行时的转子位置，应用范围广，实现成本低。

主权项

一种永磁无刷直流电机低速及零速转子位置观测方法，其特征在于，该方法在导通的两相串联绕组中注入高频电流，提取包括不导通相绕组在内的三相绕组相电压中高频相电压；基于高频相电压与转子位置角的关系，借助乘法器、低通滤波器、加法器、坐标变换环节获得转子位置角观测误差相关变量，并将所述转子位置角观测误差相关变量依次送至PI控制器、积分器，积分器稳态时输出即为转子位置角观测值；具体包括以下步骤：(1)在导通的两相串联绕组中注入频率为ω的高频电流；(2)对三相绕组相电压u_A、u_B、u_C进行采样，分别经过中心频率为ω的带通滤波器滤波，输出对应的三个高频电压分量u_Ag、u_Bg、u_Cg；(3)分别将所述高频电压分量u_Ag、u_Bg、u_Cg依次送给乘法器及低通滤波器，输出经过信号解调后的三个直流分量LPF(u_Ag·cosωt)、LPF(u_Bg·cosωt)、LPF(u_Cg·cosωt)；(4)将直流量0、同时接至三个三位开关S₂、S₃、S₄并依次错开一个工位，以使三位开关S₂、S₃、S₄的导通相在任一时刻输出的直流量为0、或0或0、其中I_m为注入高频电流幅值；将所述直流分量LPF(u_Ag·cosωt)、LPF(u_Bg·cosωt)、LPF(u_Cg·cosωt)及分别由所述三位开关S₂、S₃、S₄的导通相输出的直流量对应送给三个加法器，进一步解调出三个直流电压分量u_AD、u_BD、u_CD；L_dm、L_qm分别为相绕组电感中d、q轴方向主电感峰值，L_sσ1、M_sσ1分别为绕组自电感中漏感和绕组之间的互漏感；(5)将所述直流电压分量u_AD、u_BD、u_CD送给3/2坐标变换环节，输出α轴直流电压u_αD、β轴直流电压u_βD；(6)将u_αD、u_βD，以及根据反馈回来的转子位置角观测值计算获得的旋转坐标系夹角送给坐标旋转变换环节，输出与转子位置角观测误差相关的变量q′轴直流电压u′_qD；所述θ_r0为旋转坐标系角度修正值；(7)将变量u′_qD送给PI调节器，PI调节器稳态时输出转子电角速度观测值(8)将转子电角速度观测值送至积分器，积分器稳态时输出转子位置角观测值