[发明专利]一种基于永磁同步电机开环矢量的转速追踪方法

权利要求书

1.一种基于永磁同步电机开环矢量的转速追踪方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)永磁同步电机再起动时，利用混合模型磁链观测器估算当前电机转子磁链角度，对磁链角度进行微分，估算当前电机转速；

(2)对永磁同步电机的定子电流矢量进行坐标变换，分别得到励磁电流电流i_d、转矩电流i_q；

(3)以励磁电流i_d和零作为输入，经励磁电流调节器运算得到一个励磁电压u_d；以转矩电流i_q和零作为输入，经转矩电流调节器得到一个转矩电压u_q；

(4)对励磁电压u_d与转矩电压u_q进行矢量合成，进行空间矢量调制波计算，再与三角波比较生成驱动控制信号驱动永磁同步电机；

(5)重复执行步骤(1)～(4)，直到两电流矢量稳定在零附近并维持很短一段时间，则认为此时估算的转速就是当前的电机转速，并将当前的转速作为启动转速，平滑切换为对同步电机速度控制。

2.根据权利要求1所述的一种基于永磁同步电机开环矢量的转速追踪方法，其特征在于，所述步骤(1)中转子混合模型磁链观测器包括转子磁链电压模型和转子磁链电流模型，当高速时采用转子磁链电压模型估算磁链角度，当低速采用转子磁链电流模型估算磁链角度。

3.根据权利要求2所述的一种基于永磁同步电机开环矢量的转速追踪方法，其特征在于，所述转子磁链电压模型如下公式所示：

其中，为两相静止坐标下转子磁链在α轴和β轴方向的分量，u_sα，u_sβ，i_sα，i_sβ分别为定子电压矢量和定子电流矢量在α轴和β轴方向的分量，R、L_sσ分别为定子电阻和漏感；为所估算出的转子磁链角。

4.根据权利要求2所述的一种基于永磁同步电机开环矢量的转速追踪方法，其特征在于，所述转子磁链电流模型(忽略磁场建立时间影响)如下公式所示：

其中为两相旋转坐标下定子磁链在d-q轴方向的分量，i_sd，i_sq，i_fd分别为定子电流的旋转坐标系下d-q轴分量及转子永磁体等效励磁电流；经反Park变换可得α-β两相静止坐标系下电流模型观测的定子磁链。

5.根据权利要求1所述的一种基于永磁同步电机开环矢量的转速追踪方法，其特征在于，所述步骤(1)中混合模型磁链观测器输入为三相定子电压、电流、等效励磁电流及转子磁链角，输出为转子磁链；若将电流模型和电压模型的输出单独考虑，可以把混合磁链观测器看成双输入、单输出的系统，则估算磁链角度实现方法如下：

其中：

其中分别为电流模型和传统电压模型的输出磁链；G_i(s)，G_u(s)分别为闭环传递函数；从中可以看出G_i(s)是一个低通滤波器，G_u(s)为高通滤波器。合理的配置K_p、K_I值即可实现2种模型间的平滑过渡；由于反馈通道的引入，不仅解决了传统电压模型中纯积分漂移问题，而且在速度为零时，反电动势为零，也解决了积分初值的问题。设λ₁，λ₂为G_i(s)，G_u(s)的2个极点，则有λ₁+λ₂＝K_p，λ₁·λ₂＝K_I。