[发明专利]基于脉振高频电压注入的永磁同步电机控制方法及控制系统

权利要求书

1.一种基于脉振高频电压注入的永磁同步电机控制方法，其特征在于：包括转子位置检测步骤，其包括以下步骤，

1)向估计的两相旋转坐标系的直轴上注入高频电压信号，在高频电压信号激励下产生高频电流，

2)高频电流通过坐标变换并与调制信号sin(ω_ht)相乘得到高频电流分量ω_h为高频电压信号的相位，

3)高频电流分量经低通滤波(LPF)和PI调节器得到电机的转速ω_r，其中，控制为零，使转子位置的估计值与实际值的误差Δθ逐渐接近0，再经积分器便可得到转子的位置角估计值

2.如权利要求1所述的永磁同步电机控制方法，其特征在于：当为初次检测时，还包括进行直轴极性判断的步骤，所述的直轴极性的判断步骤为再向估计的的直轴上分别注入方向相反的电压脉冲u_d，分别采集两次的电流峰值，当电压脉冲沿着实际直轴正方向注入时，电压脉冲在定子中产生的电流响应所形成的磁场会加深磁路的饱和，电感变小，电流峰值较大；当电压脉冲沿着实际直轴正方向反方向注入时，会使磁路饱和程度减小，电感变大或者保持不变，分别采集两次的电流峰值，并进行比较判断出实际的直轴方向，若为实际的直轴正方向，转子的初始位置角θ不变，若为负方向，则转子的初始位置角θ＝θ+π。

3.如权利要求2所述的永磁同步电机控制方法，其特征在于：提取出转子位置角后，再向估计的直轴上分别注入方向相反的电压脉冲u_d，分别采集两次的电流峰值，并进行比较判断出实际的直轴方向，若为实际的直轴正方向，转子的初始位置角不变，若为负方向，则转子的初始位置角完成转子初始位置检测。

4.如权利要求1所述的永磁同步电机控制方法，其特征在于：所述的高频电压信号为高频正弦信号，其频率值要求远大于电机的额定频率，又远小于逆变器IGBT的载波频率。

5.如权利要求4所述的永磁同步电机控制方法，其特征在于：所述的高频电压信号的频率大于电机额定频率的2-3倍，小于载波频率的十分之一，高频电压信号注入的时间为2000-5000个高频电源频率周期。

6.如权利要求1所述的永磁同步电机控制方法，其特征在于：还包括检测出的转子角度参与计算电机的实时转速ω_r以完成转速调节的步骤，所述的转速调节步骤为，实时转速ω_r与设定速度的偏差值经速度PI调节器得到i_q电流的参考值由clarke、park变换计算得出电机的电流i_q、i_d，电流i_q、i_d通过低通滤波器滤除高频电流分量后，分别与参考值0值做比较，产生的偏差值再经电流PI调节器得到电压的给定值和两者再经park逆变换产生电压给定值和和为三相逆变器SVPWM的控制信号，通过控制逆变器的输出，达到调节电机转速的目的。

7.如权利要求1所述的永磁同步电机控制方法，其特征在于：所述的调制信号sin(ω_ht)为其中分别为d、q轴的高频阻抗相角，Z_dh、Z_qh分别为d、q轴的高频阻抗，其中，

Z_dh＝R_s+jω_hL_d，Z_qh＝R_s+jω_hL_q，