[发明专利]一种永磁同步电机无位置传感器控制方法

权利要求书

1.一种永磁同步电机无位置传感器控制方法，其特征在于，该方法包括如下具体步骤：

步骤(1)：电角速度指令信号的给予，输入目标电角速度，以一定的上升或者下降斜率从原电角速度指令信号按一次函数关系变化到新的目标电角速度，其中，ω_e0^*定义为目标电角速度，ω_e定义为变化过程中的电角速度指令；

步骤(2)：电压合成矢量u_s^*和θ_v^*的确定；

步骤(3)：利用步骤(2)确定的电压合成矢量进行处理，用于驱动永磁同步电机；

步骤(4)：测量永磁同步电机两相定子电流i_A和i_B，进行转速稳定环和电压幅值修正环控制，最终完成对永磁同步电机无位置传感器的控制；

其中，所述步骤(2)具体包括以下步骤：

步骤(21)：将步骤(1)中得到的电角速度指令ω_e经过一个比例环节，比例系数为永磁链λ_m，输出得到转子反电势e_s；

步骤(22)：电压合成矢量幅值处理，具体包括：

步骤(221)：将步骤(21)得到的e_s、初始启动提升电压u₀和电压幅值修正环的输出电压量Δu进行相加，输出量为电压幅值u_s；

步骤(222)：将步骤(221)得到的电压幅值u_s进行限幅处理，限幅环节上限为其中，定义逆变桥输入的直流母线电压为U_dc，限幅环节下限为0，输出量为电压合成矢量幅值u_s^*；

步骤(23)：电压合成矢量角度处理，具体包括：

步骤(231)：将步骤(1)中所述的ω_e与转速稳定环的输出电角速度量Δω_e，通过一个减法器，输出电压矢量的电角速度值ω_e^*；

步骤(232)：将步骤(231)得到的电角速度ω_e^*通过积分环节进行积分， 得到电压合成矢量角度值θ_v^*。

2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于：所述步骤(3)具体包括以下步骤：

步骤(31)：将步骤(2)得到的电压合成矢量幅值u_s^*和角度值θ_v^*，进行极坐标系量到直角坐标αβ轴系的转化，得到α轴和β轴的电压给定量分别记为u_α^*、u_β^*；

步骤(32)：对步骤(31)中的电压给定值u_α^*、u_β^*进行SVPWM调制，得到三相全桥逆变桥中六个开关管的驱动信号，上述逆变桥用于驱动永磁同步电机。

3.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于：所述步骤(4)具体包括以下步骤：

步骤(41)：测量永磁同步电机定子两相电流i_A和i_B，将所测得的两相定子电流i_A和i_B经过Clark变换得到两相静止直角α-β坐标系下的电流i_α和i_β；

步骤(42)：利用步骤(31)得到的电压给定量u_α^*、u_β^*，和步骤(41)得到的电流i_α、i_β，进行输入功率计算，分别计算出输入电机的有功功率P和无功功率Q；

步骤(43)：利用步骤(42)输出的电机输入有功功率P进行转速稳定环控制，具体还包括如下处理：

步骤(431)：将所述电机输入有功功率P，经过一个一阶高通滤波器，得到输入电机的扰动有功功率Δp；

步骤(432)：利用步骤(431)得到的所述扰动有功功率Δp，经过一个比例系数为k_p的放大环节，输出得到转速稳定环的输出电角速度量Δω_e；

步骤(44)：利用步骤(42)得到的电机输入有功功率P和无功功率Q、以及步骤(231)输出得到的电压矢量电角速度ω_e^*进行电压幅值修正环控制，具体还包括如下处理：

步骤(441)：利用步骤(42)得到的电机输入有功功率P和步骤(231)输出得到的电压矢量电角速度ω_e^*，通过Q_ref计算环节，计算输出电机在 最大转矩电流比、i_d＝0控制策略下的指令无功功率Q_ref；

步骤(442)：利用步骤(441)输出得到的指令无功功率Q_ref和步骤(42)得到的输入电机的无功功率Q，通过一个减法器，输出得到无功功率偏差值ΔQ；

步骤(443)：利用步骤(442)得到的无功功率偏差值ΔQ，通过PI调节器进行调节控制，输出得到电压幅值修正环的输出电压量Δu。