无位置传感器电机控制系统及控制方法

摘要

本发明涉及一种不需位置传感器即可测知电机内部信号的无位置传感器的电机控制系统及控制方法。在该无位置传感器电机控制系统中，高频电压信号注入单元向同步旋转d-q坐标系中的d轴注入高频电压信号电压信号通过Park逆变换单元得到静止坐标系上的电压矢量通过空间电压矢量脉宽调制算法生成功率器件脉宽信号；根据所述功率器件脉宽信号产生三相电流和高频注入信号利用带通滤波器将三相电流信号滤除后保留高频注入信号高频注入信号依次进行Clarke变换和Park变换，得到电流电流通过转子位置观测器单元进行信号处理获得转子的位置和速度。本发明简化了电机系统内部结构，大大降低电机控制系统的成本，提高电机的稳定性。

主权项

一种无位置传感器电机控制系统，其特征在于，包括：高频电压信号注入单元，用于向同步旋转d‑q坐标系中的d轴注入高频电压信号$\left\{\begin{array}{c}{\hat{v}}_{\mathrm{dsi}}^r=V_i\cos {\omega }_{i}t\\ {\hat{v}}_{\mathrm{qsi}}^r=0\end{array}\right.;$Park逆变换单元，用于接收d轴注入的电压信号并利用Park逆变换得到静止坐标系上的电压矢量其中为0；空间电压矢量脉宽调制算法单元，用于根据所述电压矢量采用空间电压矢量脉宽调制算法生成功率器件脉宽信号；电压源逆变器，根据所述功率器件脉宽信号产生三相电流和高频注入信号发送给永磁同步电机；带通滤波器，用于将三相电流信号滤除，保留高频注入信号Clarke变换单元和Park变换单元，用于将高频注入信号依次进行Clarke变换和Park变换，得到电流所述带通滤波器和Clarke变换单元之间设置有放大器模块，用于放大由带通滤波器过滤后的高频信号；转子位置观测器单元，通过对电流进行信号处理获得转子的位置和速度，所述转子位置观测器单元包括乘法器、低通滤波器、PI调节器和微分器，所述乘法器将所述电流与高频正弦信号sinω_it相乘，所述低通滤波器用于过滤电流中的高频注入信号，得到转子位置估计器的输入信号根据比例关系可获得转子位置的估计值θ_r，所述PI调节器用于使电流无稳态误差，所述微分器用于对转子位置的估计值θ_r进行微分，获得转子角速度还包括电流反馈装置，它具体包括低通滤波器、Clarke变换单元、Park变换单元，所述低通滤波器用于将永磁同步电机电流中的高频注入信号过滤，保留电机的三相电流，所述Clarke变换单元和Park变换单元将电机的三相电流变换为d‑q坐标系下的电流。