[发明专利]电机旋变初始转子位置标定方法、装置、电子设备及介质

说明书

本发明提供了一种电机旋变初始转子位置标定方法、装置、电子设备及介质，采用脉振高频电压注入法，获取转子估算位置，根据所述转子估算位置及电机互感偏差，获取转子真实位置；根据所述转子真实位置和测量得到的转子旋变位置，获取旋变零位初始转子位置。如此配置，本发明提供的电机旋变初始转子位置标定方法，能够在静止即不支起汽车的情况下进行标定，使得整个辨识过程更加快速、连续、简便，提高了标定的效率；进一步地，使用电机互感偏差进行补偿，能够更加准确提取转子位置信息，有效减小了转子位置动态估计误差，显著提高了旋变零位初始角标定的精度。

技术领域

本发明涉及永磁同步电机控制领域，尤其是涉及一种电机旋变初始转子位置标定方法、装置、电子设备及介质。

背景技术

永磁同步电机(PMSM，Permanent Magnet Synchronous Motor)具有体积小、结构简单、功率密度高、高效节能和输出转矩能力强等优点，在电动车驱动、舰船推进、数控系统及家用电器等领域得到了广泛应用。永磁同步电机的高性能控制依赖于精确的转子位置信息，因此，永磁同步电机旋变的初始转子位置标定是电机控制的重要环节。然而由于生产加工误差，每个电机的旋变初始转子位置可能并不一致，因此在电机出厂时或发生故障更换新的电机旋变后需要重新标定电机旋变初始(零位)转子位置。

然而，传统的旋变初始转子位置标定方法，均需要电机旋转起来，利用永磁体磁链在定子中产生的反电动势标定出电机的旋变初始转子位置。对已经安装在汽车上的电机而言，该方法需要支起汽车才能完成电机转子位置的标定，存在操作复杂、效率低下的问题。

为了克服上述缺陷，现有技术中，另外一种是采用脉振高频电压注入法对永磁同步电机初始转子位置进行标定。该方法不依赖电机的基波方程，对电机参数变化不敏感，鲁棒性好，从理论上也可以很好的进行转子位置跟踪。其基本原理为：在高频激励下忽略电机方程中的电阻项，可以得到如下的方程式：

根据式(1)不难发现，在d轴注入高频电压，仅会在d轴产生同频的电流，在q轴注入高频电压，也只会在q轴产生同频的电流。具体地，参见附图1，图1为电机转子的估计坐标系与真实坐标系示意图，从图1可以看出，假设辨识出的电机转子位置与真实的电机转子位置之间存在一个误差角度σ，即如图1中估计标系d′q′坐标，重写电机在估计坐标系d′q′下的电压方程如下式(2)：

可以发现其d′轴和q′轴电压方程存在着耦合关系，即在辨识出的d′轴注入高频电压时，其在q′轴下会产生同频电流，且此电流与误差角度σ相关，通过闭环系统可以使角度误差收敛到0，此时转子估算位置便是转子真实位置θ。其原理如图2所示。

在传统的脉振高频电压注入转子位置辨识中，将角度误差收敛到0后得到的转子估算位置，作为转子真实位置。但事实上，当角度误差收敛到0时，转子估算位置与真实转子位置有一定的理论偏差。而且，传统的脉振高频电压注入转子位置辨识方法实际应用起来与理论推导存在一定的差距，在实际工况下其实际误差比理论误差更大。由此，不仅仅在汽车行业，在电动车驱动、舰船推进、数控系统及家用电器等领域，传统的脉振高频电压注入转子位置辨识的精度都很难满足实际应用的要求。

因此，如何提供一种电机旋变初始转子位置标定方法，以克服现有技术中存在的上述不足，日益成为本领域技术人员亟待解决的技术问题之一。

需要说明的是，公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中传统脉振高频电压注入法进行电机转子角度辨识存在的精度不高的问题，提供一种电机旋变初始转子位置标定方法、装置、电子设备及存储介质，以提高电机转子位置的辨识精度。