[发明专利]无位置传感器的永磁同步电机控制方法及汽车动力系统

说明书

本发明公开了一种无位置传感器的永磁同步电机控制方法及汽车动力系统。所述控制方法包括：以反电势观测装置接收永磁同步电机的实际α、β相电压和实际α、β相电流，并输出控制信号u；利用低通滤波装置以截止角频率ω_c从前述u中滤除扰动信号，并提取出连续反电势信号和；以角度计算装置接收和，并计算得到电机转子的电角度；利用角度补偿装置，根据电机运行时的指令速度ω和ω_c，计算获得滞后的相移角△θ，再与相加，得到电机转子的电角度估计值θ_e。本发明提供的控制设备具有高可靠、低成本、高鲁棒性等特点，而相应的控制方法可以针对不同的永磁同步电机和应用场景而方便灵活的调参数，使电机运行性能可以更好的适应实际需求。

技术领域

本发明涉及一种电机控制方法，特别是一种无位置传感器的永磁同步电机控制设备、控制方法及汽车动力系统，属于电机技术领域。

背景技术

目前，高性能永磁同步电机调速系统通常需要在电机轴上安装机械传感器(如编码器、解码器、测速发电机),以提供电机控制所需要的转子位置和速度信号。但是，安装机械传感器会给系统带来一些问题，例如：增加了系统成本，增大了电机的尺寸和转动量，降低了系统可靠性，限制了传动系统在振动、潮湿等恶劣环境下的应用等。

无位置传感器控制技术作为一种新的电机控制技术可以代替机械传感器，其利用容易获得的电机物理量来计算电机的转子位置和转速，从而解决上述问题。但现有的无位置传感器控制设备针对不同的永磁同步电机和应用场景还存在不易调参数、调参不灵活、运行性能不能达到要求等缺陷。

有鉴于此，业界亟待发展出一种针对不同的电机和应用场景具有灵活调参数能力的无位置传感器的永磁同步电机控制方式。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种无位置传感器的永磁同步电机控制设备及控制方法，从而克服现有技术的不足。

为了达到前述发明目的，本发明采用了以下方案：

本发明实施例提供了一种无位置传感器的永磁同步电机控制方法，其包括：

以反电势观测装置接收永磁同步电机的实际α、β相电压和实际α、β相电流，并输出控制信号u，所述控制信号u包括反电势信号和扰动信号；

利用低通滤波装置，以截止角频率ω_c从所述控制信号u中滤除扰动信号，并提取出连续的反电势信号和；

以角度计算装置接收低通滤波装置输出的反电势信号和，通过反正切函数计算得到永磁同步电机转子的电角度；

利用角度补偿装置，根据永磁同步电机运行时的指令速度ω和低通滤波装置的截止角频率ω_c，通过反正切算法获得滞后的相移角△θ，并将所述相移角△θ与由角度计算装置输出的电角度相加，得到永磁同步电机转子的电角度估计值θ_e。

进一步的，所述反电势观测装置包括电流观测模块和电流控制模块，并且所述控制方法包括：

以电流观测模块接收所述实际α、β相电压和由电流控制模块传输的控制信号u，并处理获得α、β相电流的估算值；

以电流控制模块接收所述实际α、β相电流和所述α、β相电流的估算值，并处理获得控制信号u。

在一些实施方式中，所述的控制方法具体包括：在所述电流观测模块内，通过永磁同步电机数学模型对输入的所述实际α、β相电压和所述控制信号u进行处理，从而获得所述α、β相电流的估算值，所述永磁同步电机数学模型表示为：

其中L、R分别为永磁同步电机的相电感、相电阻，、、分别为电机α相的电流、电压、反电势，、、分别为电机β相的电流、电压、反电势。