[发明专利]一种无位置传感器永磁同步电机控制方法、装置和系统

说明书

本发明涉及一种无位置传感器永磁同步电机控制方法、装置和系统。所述方法包括如下步骤：获取电机实时电流和母线电压；通过变换获得α轴和β轴实时电流；利用扰动观测器对电机α轴和β轴的扩展反电动势进行估算；根据扩展反电动势结合数字化锁相环获取电机的估算转速和估算位置信息；根据γ轴和δ轴的实时电流和扩展反电动势对电机参数进行在线辨识并更新至扰动观测器中；通过实时电流和给定电流的比对与误差调节获得给定电压；经逆变换后对逆变器进行脉宽调制，以控制电机。本发明的技术方案不仅可提高永磁同步电机控制系统的鲁棒性与可靠性，还可降低控制系统的制作成本。

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，具体涉及一种无位置传感器永磁同步电机控制方法、装置和系统。

背景技术

为了实现对永磁同步电机进行高性能的控制，矢量控制技术被广泛应用于永磁同步电机控制系统中。由于矢量控制技术需要获取电机转子位置以及电机转速信息，因此需要在永磁同步电机转子的一端连接位置传感器。位置传感器有很多种类，包括增量式编码器、绝对式编码器、旋转变压器以及霍尔传感器等。但是位置传感器的安装增加了电机的体积，同时位置传感器的精度受到周围环境温度，湿度等因素的影响，导致控制系统的精度降低，影响系统的鲁棒性和可靠性。高性能的位置传感器价格也十分昂贵，增加了高性能永磁同步电机的制作成本。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种无位置传感器永磁同步电机控制方法、装置和系统。

第一方面，本发明提供了一种无位置传感器永磁同步电机控制方法，该方法包括：

步骤1，获取电机三相电源中任意两相的实时电流和母线电压。

步骤2，对两相的所述实时电流进行Clark变换，分别获得α轴实时电流和β轴实时电流。

步骤3，根据所述α轴实时电流和β轴实时电流，利用扰动观测器对电机扩展反电动势进行估算，分别获得α轴扩展反电动势和β轴扩展反电动势。

步骤4，根据所述α轴扩展反电动势和所述β轴扩展反电动势，结合数字化锁相环获得电机转子的估算转速和估算位置。

步骤5，根据所述α轴扩展反电动势和所述β轴扩展反电动势，结合所述估算位置进行Park变换，分别获得γ轴扩展反电动势以及δ轴扩展反电动势，并根据所述α轴实时电流和所述β轴实时电流，结合所述估算位置进行Park变换，分别获得γ轴实时电流以及δ轴实时电流。

步骤6，根据所述γ轴实时电流、所述δ轴实时电流、所述γ轴扩展反电动势和所述δ轴扩展反电动势，利用仿射投影算法对电机参数进行在线辨识，并将辨识出的电机参数更新到扰动观测器中。

步骤7，根据所述估算转速确定δ轴给定电流，根据γ轴电流分配策略确定γ轴给定电流。

步骤8，比较所述γ轴实时电流和所述γ轴给定电流，根据比较结果获得γ轴误差电流，并比较所述δ轴实时电流和所述δ轴给定电流，根据比较结果获得δ轴误差电流。

步骤9，对所述γ轴误差电流进行误差调节获得γ轴给定电压，并对所述δ轴误差电流进行误差调节获得δ轴给定电压。

步骤10，根据所述估算位置对所述γ轴给定电压和所述δ轴给定电压进行Park逆变换，分别获得α轴给定电压和β轴给定电压。

步骤11，根据所述α轴给定电压、所述β轴给定电压和所述母线电压对逆变器进行脉宽调制，并通过所述逆变器控制电机。

第二方面，本发明提供了一种无位置传感器永磁同步电机控制装置，该装置包括：

Clark变换模块，用于对获取的电机三相电源中任意两相的实时电流进行Clark变换，分别获得α轴实时电流和β轴实时电流。