[发明专利]永磁同步电机无位置传感器控制方法、系统和存储介质

说明书

本发明提供一种永磁同步电机无位置传感器控制方法、系统和存储介质，所述方法包括：利用永磁同步电机反电势方程构建反电势观测器；根据反电势观测器观测得到反电势观测值；采用预设的滤波算法对反电势观测值进行滤波处理，以得到滤波后的反电势观测值；基于滤波后的反电势观测值，估测出电机转子的转速值；采用所述滤波算法对估测出的转速值进行滤波处理，得到滤波后的转速值；基于滤波后的转速值，计算得到电机转子的位置。本发明在不增加硬件成本的基础上，通过引入滤波算法，对反电势观测值及估测转速值进行滤波，提高了反电势观测值的信噪比，从而使系统的低速运行性能得到提高。

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，尤其涉及一种永磁同步电机无位置传感器控制方法、系统和存储介质。

背景技术

由于永磁同步电机结构简单、体积小、功率密度高、效率高、运行性能优良等优点，近年来获得了广泛的应用。例如：交通领域、家电领域、车船的驱动领域，以及泵类、压缩机、机床、高精度伺服系统等方面的转动机构。

目前永磁同步电机驱动一般采用空间矢量脉宽调制技术，在该技术中需要随时获得转子的转速和位置信息，由于滚动转子压缩机内部的结构特点内部充满高温，高压且强腐蚀的制冷剂，内部无法安装位置传感器，目前一般采用无位置传感器控制方式。出于成本以及实际情况考虑在很多应用领域采用无位置传感器方式驱动。例如：在空调、冰箱等压缩机内部无法安装位置传感器，在这些应用领域一般采用无位置传感器的矢量控制方案。

无位置传感器的矢量控制方案主要是通过反电势观测器对永磁同步电机的反电势进行观测，以此来估算电机转子的转速及转角位置。由于采集的电流、电压信号存在大量的干扰信号，使得观测器无法得到准确的反电势值，也就无法得到精确的转子位置和转速信息。如果永磁同步电机在中高速运行状态时，这时反电势信号量值较大，与干扰信号相比，信噪比较大，能够观测到较为准确的反电势值，这样估计的转子位置及转速相对比较准确，控制性能相对比较理想；然而当永磁同步电机处于低速运转的工况时，由于转速过低，反电势信号也很低，与干扰信号比较，观测到的反电势值由于存在相对比较强的干扰，难以得到准确的反电势值，这样永磁同步电机的低速性能较差甚至无法可靠运行。

发明内容

为了解决上述至少一个技术问题，本发明提出了一种永磁同步电机无位置传感器控制方法、系统和存储介质。

为了实现上述目的，本发明第一方面提出了一种永磁同步电机无位置传感器控制方法，其特征在于，所述方法包括：

利用永磁同步电机反电势方程构建反电势观测器；

根据反电势观测器观测得到反电势观测值；

采用预设的滤波算法对反电势观测值进行滤波处理，以得到滤波后的反电势观测值；

基于滤波后的反电势观测值，估测出电机转子的转速值；

采用所述滤波算法对估测出的转速值进行滤波处理，得到滤波后的转速值；

基于滤波后的转速值，计算得到电机转子的位置。

本方案中，所述方法还包括：

通过霍尔电流传感器测量电机定子两相电流i_a和i_b，通过Clark变换得到两相静止坐标下的电流i_α和i_β；

利用i_α、i_β和u_α和u_β，通过观测器估算得到电机转子角位置和电机转速；

利用观测器估算得到电机转子位置角，使得i_α和i_β经过Park变换后，得到两相旋转坐标系下的电流i_d和i_q；