一种无速度传感器的高压同步电机矢量控制方法

摘要

本发明公开了一种无速度传感器的高压同步电机矢量控制方法，其特点在于，包括以下步骤：1）实时采样定子电压和定子电流；2）通过锁相环获得转子位置和转速；3）通过速度、电流双闭环控制得到三相正弦电压信号                                               、、；4）将三相正弦电压信号、、送往移相式SPWM分配板，利用移相SPWM控制方法对级联功率单元进行控制，控制电机转速。采用本发明的方法，在电机轴上无需安装速度传感器，避免了安装速度编码器所带来的弊端。

主权项

一种无速度传感器的高压同步电机矢量控制方法，其特征在于，包括以下步骤：1)实时采样得到同步电机的定子电压u_A、u_B、u_C和定子电流i_A、i_B、i_C；2)通过锁相环获得同步电机的转子角速度ω和转子位置电气角度θ；利用Clark变换将步骤1)得到的定子电压u_A、u_B、u_C和定子电流i_A、i_B、i_C变换到两相静止坐标系上，得到在两相静止坐标系上的定子电压u_α、u_β和定子电流i_α、i_β，即$\left[\begin{array}{c}{u}_{\alpha }\\ u_{\beta }\end{array}\right]=\sqrt{\frac{2}{3}}\left[\begin{array}{ccc}1& -\frac{1}{2}& -\frac{1}{2}\\ 0& \frac{\sqrt{3}}{2}& -\frac{\sqrt{3}}{2}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{u}_A\\ u_B\\ u_C\end{array}\right]$$\left[\begin{array}{c}{i}_{\alpha }\\ i_{\beta }\end{array}\right]=\sqrt{\frac{2}{3}}\left[\begin{array}{ccc}1& -\frac{1}{2}& -\frac{1}{2}\\ 0& \frac{\sqrt{3}}{2}& -\frac{\sqrt{3}}{2}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{i}_A\\ i_B\\ i_C\end{array}\right];$3)由步骤2)的转子位置电气角度θ，利用Park变换将两相静止坐标系上的定子电流变换到两相旋转坐标系中$\left[\begin{array}{c}{i}_d\\ i_q\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}\cos \theta & \sin \theta \\ -\sin \theta & \cos \theta \end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{i}_{\alpha }\\ i_{\beta }\end{array}\right]$将步骤2)得到的转子角速度ω与给定的角速度参考值ω^*比较，得到的转速偏差经PI控制器，并计算得到定子相电流转矩分量i_qref；i_dref是励磁电流给定；i_qref和i_dref分别与i_q和i_d经过PI控制器得到q轴电压给定值V_qref和d轴电压给定值V_dref，结合步骤2)得到的转子位置电气角度θ，经Park逆变换和Clark逆变换输出三相正弦电压信号V_a、V_b、V_c；4)将三相正弦电压参考信号V_a、V_b、V_c送往移相式SPWM分配板，利用移相SPWM控制方法对级联变频器的功率单元进行控制，控制同步电机转速。