[发明专利]基于解耦信号的三级式无刷交流同步电机位置估计方法

权利要求书

1.基于解耦信号的三级式无刷交流同步电机位置估计方法，其特征在于，所述三级式无刷交流同步电机包括依次同轴设置的主励磁机，旋转整流器和主发电机；所述方法具体为：输入单相交流电源至主励磁机的励磁绕组中，使得主励磁机转子侧感应出三相交流电源，所述旋转整流器将三相交流电源整流成含有偶次谐波高频分量的直流电源，将旋转整流器输出的电压输入至主发电机中，为主发电机的励磁绕组提供直流励磁，根据在主发电机电枢绕组中检测到的感应电流和提取的高频响应信号，生成与高频响应信号同步的同步解耦信号，采用外差法对同步解耦信号进行解调，实现主发电机转子位置角的估计。

2.根据权利要求1所述的基于解耦信号的三级式无刷交流同步电机位置估计方法，其特征在于，所述主励磁机的励磁绕组中的励磁电流i_ef为：

ω_ex为励磁电流角频率，I_ef为励磁电流有效值，t为时间变量；

所述三相交流电源的感应电势为分别为e_exa,e_exb,e_exc；e_exa,e_exb,e_exc的表达式为：

式中M_ef为主励磁机定转子绕组之间互感的最大值，θ_e0为主励磁机初始位置的电角度；

所述旋转整流器的输出电压u_f为：

式中，U_f为直流分量，u_n为2n次谐波电压的幅值，是2n次谐波电压的相位。

3.根据权利要求2所述的基于解耦信号的三级式无刷交流同步电机位置估计方法，其特征在于，所述同步解耦信号u_fh为：

其中，sgn(.)为符号函数，u_αh和u_βh分别表示高频响应信号在两相静止坐标系下的α轴分量和β轴分量，u_αh和u_βh的表达式为：

为高频响应信号的相位，u_h为高频响应信号的幅值分量，θ为主发电机转子位置角。

4.根据权利要求3所述的基于解耦信号的三级式无刷交流同步电机位置估计方法，其特征在于,当三级式无刷交流同步电机处于零速静止阶段时，sgn(u_fh)的表达式为：

其中，i_α和i_β为在主发电机电枢绕组中检测到的感应电流在两相静止坐标系下的α轴分量和β轴分量；

当三级式无刷交流同步电机处于低速起动阶段时，sgn(u_fh)的表达式为：

为主发电机转子位置角的估计值。