[发明专利]一种永磁同步电机无位置传感器控制方法

说明书

本发明涉及一种电机控制方法，尤其涉及一种永磁同步电机无位置传感器控制方法，属于电机控制领域。本发明将锁相环技术引入无位置传感器反电势估算中，通过对反电势进行锁相，减少了CPU计算量，提高了估算精度和抗干扰性；能够省掉矢量控制中用到的编码器，降低了控制系统的成本，提供了可靠性，可实现永磁同步电机驱动系统稳定、可靠、高效运行。

技术领域

本发明涉及一种电机控制方法，尤其涉及一种永磁同步电机无位置传感器控制方法，属于电机控制领域。

背景技术

与传统异步电机、电励磁同步电动机相比，永磁同步电动机具有损耗少、效率高、节电效果明显等优点，所以永磁同步电动机的体积和尺寸较传统异步电机和电励磁同步电动机的要小，成为高效率高密度电机。永磁同步电动机凭借这些优点，拥有广泛的应用前景。

磁同步电机的控制方法主要有矢量控制和直接转矩控制两种。这两种方法都需要准确获取转子的位置信息，通常采用增加位置传感器的做法，但是位置传感器增加了控制系统的成本，同时还存在可靠性低，安装场合受限等问题。为解决上述问题，无位置传感器算法被提出，在过去的十多年时间内得到了大力发展，按工作原理大体可分为基于反电势的速度估算算法、基于电机凸极效应的估计算法、高频信号注入法和扩展卡尔曼滤波法。后面三类算法由于理论复杂、实现难度大等原因，尚停留在理论研究层面，实际工业系统中用的多是基于反电势的速度估算算法。在反电势的速度估算算法中，通常根据计算的得到的反电势，利用反三角函数计算转子位置角度，这种做法固然简单，但存在计算耗时多，估算精度差等不足。

发明内容

本发明为解决上述的技术问题是提供一种结构设计合理的永磁同步电机无位置传感器控制系统及控制方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种永磁同步电动机无位置传感器控制方法，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。

进一步，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。