基于高频信号注入的永磁同步电机转子位置检测方法

摘要

本发明公开了一种基于高频信号注入的永磁同步电机转子位置检测方法，该方法以永磁同步电机矢量控制为基础，在d轴方向注入一个幅值恒定的余弦高频电压信号；采用带通滤波器提取d轴和q轴电流响应的高频分量，将两者相乘再进行低通滤波，得到包含转子位置估计误差的信号；最后构建锁相环将该误差信号调节到零，实现转子位置估计。该方法提供了一种新的转子位置检测方法，能实现准确的转子位置检测。

主权项

基于高频信号注入的永磁同步电机转子位置检测方法，其特征在于，包含以下具体步骤：步骤1)，定义d‑q为实际同步旋转坐标系、为估计转子同步旋转坐标系、α‑β为实际两相静止坐标系，并且定义估计位置误差其中，θ为实际转子初始位置，为位置估计值，的初始值为0；步骤2)，在估计转子同步旋转坐标系的d轴注入高频余弦电压其中，U_hm为在d轴注入高频电压的幅值，ω_h为注入高频电压的角频率，t表示当前时刻；步骤3)，对估计转子同步旋转坐标系上的电压信号进行Park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4)，检测电机三相绕组A/B/C中的任意两相电流，先进行Clarke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Park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5)，将估计转子同步旋转坐标系的d轴和q轴电流响应信号和都经过带通滤波器选出频率为ω_h的交流分量，即电流响应的高频分量和将两者相乘进行调制，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f(Δθ)；步骤6)，构建位置偏差闭环，将估计位置偏差信号f(Δθ)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步骤7)，将给定转子角速度ω_ref和估计转子角速度的差值输入速度调节器，其输出为q轴电流给定值i_{q_ref}，将d轴电流给定值i_{d_ref}设为0；步骤8)，分别将d轴和q轴给定电流i_{d_ref}和i_{q_ref}与估计d轴和q轴电流响应信号和的差值输入电流调节器，其输出分别为d轴和q轴电压和步骤9)，重复步骤2)到步骤8)，直到估计位置偏差信号收敛到0，得到转子位置的估计值。