[发明专利]一种新型永磁同步电机无位置传感器起动方法

说明书

本发明提供一种新型永磁同步电机无位置传感器起动方法。所述新型永磁同步电机无位置传感器起动方法包括以下步骤：S1：搭建永磁同步电机数学模型；S2：在理想条件下，通过PMSM两相绕组在旋转坐标系下的定子电压矢量方程得到PMSM在dq轴投影的定子电压方程：S3：结合S1所述的永磁同步电机数学模型中δ轴与q轴的夹角得到γ‑δ坐标系下的电压方程：本发明提供的新型永磁同步电机无位置传感器起动方法具有可以电机零速和低速时引入I/F控制以克服滑模观测器在零速低速观测精确度低的状况，并在电机具有一定初速度时优化算法稳定切换到滑模控制的优点。

技术领域

本发明涉及新能源电动汽车技术领域，尤其涉及一种新型永磁同步电机无位置传感器起动方法。

背景技术

随着新能源汽车技术的成熟，电动汽车的销量在近年取得了爆炸式的增长。空调作为电动汽车系统的主要耗能模块，如何使其进行低成本的高效节能工作成为了近几年的研究热点。其中永磁同步电机具有体积小、功率密度大、转矩惯量比高、动态响应快、转矩输出平稳、维护成本低等特点，因而被广泛应用于新能源汽车的各个领域。对于永磁同步电机调速系统必须的转子位置检测方法来说，目前常用光电编码器、霍尔传感器、旋转变压器等模块。但此类位置传感器都会增加系统体积，降低系统的可靠性和适应极端工况的能力。

因此，有必要提供一种新的新型永磁同步电机无位置传感器起动方法解决上述技术问题。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种可以电机零速和低速时引入I/F控制以克服滑模观测器在零速低速观测精确度低的状况，并在电机具有一定初速度时优化算法稳定切换到滑模控制的新型永磁同步电机无位置传感器起动方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的新型永磁同步电机无位置传感器起动方法包括以下步骤：

S1：搭建永磁同步电机数学模型；

S2：在理想条件下，通过PMSM两相绕组在旋转坐标系下的定子电压矢量方程得到PMSM在dq轴投影的定子电压方程：

S3：结合S1所述的永磁同步电机数学模型中δ轴与q轴的夹角得到γ-δ坐标系下的电压方程：

S4：在I/F算法中，γ-δ坐标系是根据电流矢量定向，故i_γ＝0，则γ-δ坐标系下的电压方程简化为并由此得出永磁同步电机的电磁转矩公式：

S5：通过滑模观测器在电流传感器采集到的电流信号的基础上计算出转子的位置信息，将真实值和估算值的差值不断减小；

S6：通过滑模观测器的数学原理结合永磁同步电机模型得到系统的误差方程为：

S7：系统进入滑动模态时，系统的误差逐渐收敛到0，S6所述的误差方程变为：

S8：通过S7所述的方程算出PMSM的反电势：

S9：系统稳定后，滑模观测器计算出相对正确的反电势，电机的相位角利用e_α和e_β求出，求出公式为：

优选的，所述S1中，永磁同步电机数学模型的搭建，在I/F起动模型中，利用一个电流矢量定向且电流矢量I与q轴的夹角为电压矢量U与电流矢量I的夹角为θ的γ-δ坐标系，模拟电机的d-q轴旋转坐标系。

优选的，所述S2中，理想条件为电机的参数为线性变化并且不会随着外部各种条件的变化，且转子没有阻尼绕组。

优选的，所述S5中，通过开关函数的切换控制，对自身结构进行随时调整，真实值和估算值的差值不断减小。

与相关技术相比较，本发明提供的新型永磁同步电机无位置传感器起动方法具有如下有益效果：