[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

1.一种永磁同步电动机无位置传感器控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、系统初始化，将所有变量初始值设置为0，给定角度估算PI系数值、速度调节PI系数值，d轴电流调节PI系数值、q轴电流调节PI系数值；

S2、经过用于将电机定子三相电流转化为两相静止坐标系α、β轴系下电流的第一坐标变换单元，计算得到α、β轴的电流；

S3、经过用于根据两相静止坐标系轴α、β轴系下的电机电压和电流计算磁链的磁链计算单元，计算α、β轴的磁链；

S4、经过用于估算永磁同步电动机转速的速度估算单元，计算转子位置角正、余弦值，计算转子角速度及角度；

S5、经过用于将两相静止坐标α、β轴系下的电流变换为同步旋转坐标d、q轴系下电流的第二坐标变换单元，计算得到d、q轴的电流；

S6、经过用于根据估算角速度和给定角速度、经过调节器调节得到转矩电流给定值的速度调节单元，产生d、q轴的电流给定值；

S7、经过用于根据同步旋转坐标系下d、q轴电流给定值和反馈值计算得到d、q轴电压给定值的电流调节单元，产生d、q轴的电压给定值；

S8、经过用于根据d、q轴的电压给定值，计算得到两相静止坐标α、β轴系下电压给定值的第三坐标变换单元，产生α、β轴的电压给定值；

S9、经过用于计算三相PWM脉冲持续时间的SVPWM单元，产生PWM，完成第一个周期的控制；

S10、重复所述步骤S5-S8，进行下一周期的控制。

2.根据权利要求1所述的一种永磁同步电动机无位置传感器控制方法，其特征在于，所述速度估算单元包括用于计算转子位置角正余弦值的正余弦计算单元；还包括用于计算转子估算角度和实际角度之间偏差的角度偏差计算单元；还包括PI调节器，根据转子估算角度和实际角度之间偏差，经过所述PI调节器调节得到角速度；还包括角度积分单元，根据所述角度积分单元的角度积分得到估算的转子位置角。

3.根据权利要求2所述的一种永磁同步电动机无位置传感器控制方法，其特征在于，步骤S2中，三相电流与两相静止坐标系α、β轴的电流关系为：

其中，为α、β轴系下定子电流，为三相abc坐标系下定子电流，为CLARK变换矩阵。

4.根据权利要求3所述的一种永磁同步电动机无位置传感器控制方法，其特征在于，步骤S3中，两相静止坐标系轴α、β轴系下的电机定子磁链为：

其中，为α、β轴系下的电机电压给定值，等于α、β轴系下电压给定值，为为α、β轴系下的电机定子磁链。

5.根据权利要求4所述的一种永磁同步电动机无位置传感器控制方法，其特征在于，步骤S5中，两相静止坐标α、β轴系下的定子电流和同步旋转坐标d、q轴系下的电流关系为：

其中，为同步旋转坐标d、q轴系下的定子电流，为PARK变换矩阵。

6.根据权利要求5所述的一种永磁同步电动机无位置传感器控制方法，其特征在于，步骤S4中，转子位置角正、余弦值为：

转子角速度及角度为：

其中，θ为转子与a相绕组轴线实时角度，θ₀为0时刻转子与a相绕组间夹角，ω为转子旋转角速度，为转子位置角，为估算的转子旋转角度。

7.根据权利要求6所述的一种永磁同步电动机无位置传感器控制方法，其特征在于，步骤S6中，转矩电流给定值为：

其中ω^*为角速度给定值。

8.根据权利要求7所述的一种永磁同步电动机无位置传感器控制方法，其特征在于，步骤S7中，同步旋转坐标d、q轴电压给定值为：

。

9.根据权利要求8所述的一种永磁同步电动机无位置传感器控制方法，其特征在于，步骤S8中，两相静止坐标系α、β轴系下电压给定值为：

其中为d、q轴电压给定值，为逆park变换矩阵。