[发明专利]一种永磁同步电机转子的位置与速度的确定方法及装置

说明书

本发明提供了一种永磁同步电机转子的位置与速度的确定方法及装置，属于永磁同步电机控制领域。该方法通过当前时刻相邻的前一时刻的α轴电流、α轴反电动势和α轴检测电压，得到该当前时刻的α轴电流，并根据该当前时刻的α轴电流，得到该当前时刻的α轴反电动势；通过当前时刻的β轴电流和β轴检测电流，得到该当前时刻的β轴反电动势；根据该当前时刻的α轴反电动势和β轴反电动势可以计算得到该当前时刻的电机转子的角度和角速度，可以在无需霍尔传感器的情况下获取电机转子的角度和角速度，精确度不再取决于霍尔传感器的灵敏度，避免了在霍尔传感器精度下降或受损时不能得到正确的电机转子的角度和角速度的问题，同时也减少了系统的控制结构。

技术领域

本发明涉及永磁同步电机控制领域，特别涉及一种永磁同步电机转子的位置与速度确定方法及装置。

背景技术

随着永磁同步电机的发展，永磁同步电机被越来越广地应用在位置控制以及速度控制的系统中。

现有技术中，永磁同步电机伺服的控制系统中，都需要霍尔传感器配合编码器将采集到的速度或位置信号发送给控制器，从而使控制器根据反馈的信号进行调节。

本发明人发现上述技术中至少存在以下问题：

由于需要霍尔传感器来获取位置或速度信号，一旦传感器精度下降，会造成控制系统失去作用。因此，通过霍尔传感器对永磁同步电机伺服的控制系统，精确度低。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种永磁同步电机的位置和速度估算方法，以更好提高精确度。具体而言，包括以下的技术方案：

根据本公开实施例的第一方面，提供了一种永磁同步电机转子的位置与速度的确定方法，所述方法包括：

设置永磁同步电机在α-β坐标系下初始时刻的α轴电流、α轴反电动势、β轴电流和β轴反电动势，并获取初始时刻的α轴检测电压和β轴检测电压；

获取当前时刻的α轴检测电流、α轴检测电压、β轴检测电流和β轴检测电压，所述当前时刻为所述初始时刻之后的任一采样时刻；

根据与该当前时刻相邻的前一时刻的α轴电流、α轴反电动势和α轴检测电压，得到该当前时刻的α轴电流，并根据该当前时刻的α轴电流和α轴检测电流的第一差值以及该第一差值在时间上的微分值，得到该当前时刻的α轴反电动势；

根据该前一时刻的β轴电流、β轴反电动势和β轴检测电压，得到该当前时刻的β轴电流，并根据该当前时刻的β轴电流和β轴检测电流的第一差值以及该第一差值在时间上的微分值，得到该当前时刻的β轴反电动势；

根据该当前时刻的α轴反电动势和β轴反电动势得到该当前时刻的电机转子的角度；

根据当前时刻的所述电机转子的角度和与该当前时刻相邻的前一时刻的所述电机转子的角度得到该当前时刻的电机转子的角速度。

可选的，所述根据与该当前时刻相邻的前一时刻的α轴电流、α轴反电动势和α轴检测电压，得到该当前时刻的α轴电流，包括：

将当前时刻相邻的前一时刻α轴电流、α轴反电动势和α轴检测电压输入到α轴电流方程中，计算该当前时刻的α轴电流，所述α轴电流方程为：

其中，i_α(n+1)为所述当前时刻的α轴电流，i_α(n)为所述前一时刻的α轴电流，v_α(n)为所述前一时刻的α轴检测电压，e_α(n)为所示前一时刻的α轴反电动势，R_s为电机定子绕组电阻，T_s为采样周期，L_s为电机定子绕组电感；

所述根据与该当前时刻相邻的前一时刻的β轴电流、β轴反电动势和β轴检测电压，得到该当前时刻的β轴电流，包括：