[发明专利]无位置传感器电机控制系统及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽车电机控制器领域，尤其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器。

背景技术

现有电动车辆的电机多为矢量控制，其原理是将三相电机的相电压或电流映射到两轴的坐标系中。矢量控制中需要转子位置的信息，而现有电动车辆的电机通常通过设置旋转变压器或增量编码器等反馈装置或位置传感器获得转子位置信息。这样的位置传感器及与其关联的接口电路增加了电机控制系统的成本，且位置传感器和它所关联的线束增加了车辆的电传动系统的复杂性和装配与维修时间；且在电机内安装位置传感器，使电机的稳定性和质量降低，增加了电机系统内部的复杂性，使其容易损坏，影响电机的使用寿命。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种在纯电动或混合动力车辆动力系统中不需要设置反馈装置或位置传感器便可获得转子位置和转速，实现对转子转速进行控制的无位置传感器电机控制系统及控制方法，简化电机系统内部结构，大大降低电机控制系统的成本，提高电机的稳定性。

为达到上述目的，本发明提供了一种无位置传感器电机控制系统，它包括：

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

v^dsir=Vicosωitv^qsir=0;]]>

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

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。

作为优选，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

作为优选，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；

作为优选，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。

作为优选，所述Park逆变换单元根据下式将和得到和