[发明专利]带滤波装置的电机转子位置估算方法、系统及相关组件

权利要求书

1.一种带滤波装置的电机转子位置估算方法，其特征在于，应用于永磁同步电机，包括：

基于滤波装置的数学模型和矢量控制电机稳态模型，构造带滤波装置的等效稳态电机模型，其中，所述等效稳态电机模型的电压向量关系式为为变频器的输出电压矢量，为所述变频器的输出电流矢量，R′为等效电机的定子电阻，L′_s为所述等效电机的电感值，为所述等效电机的等效反电势；

通过所述等效稳态电机模型估算电机转子位置；

所述通过所述等效稳态电机模型估算电机转子位置的过程具体为：

通过实际电机参数、滤波装置参数及所述变频器的输出电流，计算所述等效电机的定子电阻和所述等效电机的电感值；

根据所述变频器的输出电压和输出电流计算功率因数角，所述功率因数角为所述变频器的输出电压矢量和输出电流矢量的夹角；

根据所述功率因数角、所述等效电机的定子电阻及所述等效电机的电感值计算所述等效反电势和所述变频器的输出电压矢量的第一夹角；

根据所述功率因数角获取所述等效反电势的电压幅值；

根据所述电压幅值计算实际反电势和所述等效反电势之间的第二夹角；

根据所述第一夹角和所述第二夹角确定所述实际反电势的空间矢量位置角度；

通过实际反电势电压矢量超前转子位置关系及所述实际反电势的空间矢量位置角度，估算电机转子位置。

2.根据权利要求1所述的带滤波装置的电机转子位置估算方法，其特征在于，所述实际电机参数包括所述永磁同步电机的定子绕组电阻，所述滤波装置参数包括所述滤波装置的电感量、传输电缆的电阻、所述滤波装置的电阻、所述滤波装置的电容量、同步电角速度；

相应的，所述通过实际电机参数、滤波装置参数及所述变频器的输出电流，计算所述等效电机的定子电阻和所述等效电机的电感值的过程具体为：

根据定子电阻计算关系式计算所述等效电机的定子电阻，其中，所述定子电阻计算关系式为

根据电感计算关系式计算所述等效电机的电感值，其中，所述电感计算关系式为

R′为所述等效电机的定子电阻，L′_s为所述等效电机的电感值，L_f为所述滤波装置的电感量，R_l为所述传输电缆和所述滤波装置的电阻之和，L_d所述变频器的输出电流在d轴的分量，L_q所述变频器的输出电流在q轴的分量，C_f为所述滤波装置的电容量，ω为所述同步电角速度，R_s为所述永磁同步电机的定子绕组电阻。

3.根据权利要求2所述的带滤波装置的电机转子位置估算方法，其特征在于，所述根据所述功率因数角、所述等效电机的定子电阻及所述等效电机的电感值计算所述等效反电势和所述变频器的输出电压矢量的第一夹角的过程具体为：

通过第一夹角计算关系式计算所述等效反电势和所述变频器的输出电压矢量的第一夹角，所述第一夹角计算关系式为δ为所述第一夹角，为所述功率因数角，I为所述变频器的输出电流。

4.根据权利要求3所述的带滤波装置的电机转子位置估算方法，其特征在于，所述根据所述电压幅值计算实际反电势和所述等效反电势之间的第二夹角的过程具体为：

根据第二夹角计算关系式计算实际反电势和所述等效反电势电压矢量之间的第二夹角，所述第二夹角计算关系式为σ为所述第二夹角，为所述电压幅值，ψ_f为所述永磁同步电机的转子磁链幅值。

5.根据权利要求4所述的带滤波装置的电机转子位置估算方法，其特征在于，所述根据所述第一夹角和所述第二夹角确定所述实际反电势的空间矢量位置角度的过程具体为：

根据空间矢量位置角度计算关系式计算所述实际反电势的空间矢量位置角度，所述空间矢量位置角度计算关系式为θ_e＝θ_v-δ+σ，θ_e为所述实际反电势的空间矢量位置角度，θ_v为所述变频器输出的空间电压矢量位置角度。