[发明专利]一种永磁同步电机初始相位辨识的方法及系统

权利要求书

1.一种永磁同步电机初始相位辨识的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，在估算的同步旋转DQ坐标系中的D轴注入脉振高频电压，提取响应的Q轴电流信号；

S2，将提取到的Q轴电流信号进行幅值调制，将Q轴电流信号分解为高频和低频两部分信号，其中低频信号中含有转子位置信息；

S3，将上述Q轴电流信号经过锁相环得到初始辨识角θ₁；具体地，首先经过锁相环中的低通滤波器将Q轴电流信号中的高频部分滤除，保留含有转子位置信息的低频信号；再经过锁相环中的PI调节器，对初始辨识角进行调节等效于对响应电流的调节，此时将PI调节器的输出作为电机的估算转速对系统进行调节，当辨识角度与真实角度之间的误差在设置的允许误差带内时，系统调节处于稳定状态，锁相环的输出即为估算的初始辨识角θ₁；

S4，进入极性判定阶段，停止上一阶段的高频信号注入，在上述估算的初始辨识角θ₁的基础上，在估算的同步旋转DQ坐标系中的D轴中提取响应的D轴电流；

S5，将提取的D轴电流，经过纯延时环节，滤除高频开关信号和偶数倍的谐波信号，得到两倍幅值的D轴电流响应信号；

S6，记录经过纯延时环节之后的电流信号的正负幅值，对正负幅值大小进行分析，判定θ₁与电机初始相位之间的角度差是否为90°；

S7，若判定θ₁与电机初始相位之间的角度差不是90°，则直接比较正负幅值，当正向幅值大于负向幅值时，判定为N极，辨识角度不进行处理，初始相位θ＝θ₁；当正向幅值小于负向幅值时，判定为S极，初始相位θ＝θ₁+180°；

S8，若判定θ₁与电机初始相位之间的角度差为90°，则将θ1+90°后，在同样的高频电压注入下，再次记录电流信号的正负幅值，并比较正负幅值，进行极性判断；此处的角度处理是在θ₁加上90°后，判定是否再加180°，从而得到带有转子位置极性信息的初始相位θ。

2.根据权利要求1所述的永磁同步电机初始相位辨识的方法，其特征在于，所述S1中的脉振高频电压的电压幅值为0.1倍额定电压，频率为0.6Khz-2KhZ；

所述S4中的脉振高频电压的电压幅值设置为0.3倍额定电压，频率为0.6Khz-2KhZ，设置载波频率为脉振高频电压信号的频率的偶数倍。

3.根据权利要求1所述的永磁同步电机初始相位辨识的方法，其特征在于，所述S1中Q轴电流信号i_q的具体计算方法如下：

u_d1＝0.1*U_e*cos(2·π·f₁·t)

其中，U_e为电机额定电压，f₁为初始角辨识阶段高频注入信号频率，u_d1为脉振高频电压的电压幅值，L_d和L_q为D轴电感和Q轴电感，为辨识角度，θ_e为转子真实角度。

4.根据权利要求3所述的永磁同步电机初始相位辨识的方法，其特征在于，所述S2中的“幅值调制”具体包括：

根据上式，将Q轴电流信号i_q*sin(2·π·f₁·t)之后分解为高频和低频两部分信号。

5.根据权利要求1所述的永磁同步电机初始相位辨识的方法，其特征在于，所述初始辨识角θ₁不包含转子位置极性信号，与电机真实位置之间的角度差为0°或90°或180°。