[发明专利]一种无传感器正弦波控制堵转检测方法

说明书

一种无传感器正弦波控制堵转检测方法，采集三相反电势信号；进行Clark、Park变换得到q轴反电势值；通过Clark变换后的反电势信号作为反电势观测器的输入得到观测估算转速值；根据q轴反电势，计算电机在正常运转状态下转速和反电势值间的反电势正比例系数，构建不同转速下反电势值表；根据q轴反电势，与反电势观测器估算的转速值根据反电势值表所查表得到的值做差，若超出设定阈值则判定为发生堵转事件。本方法在现有无刷直流电机上均可实现，具有较好的适配性；步骤简单，易于实现。在转矩突变造成的速度突变的情况下，可以较好地限制功率突变造成的功率超限，在电机高速运转工况下有效的保障了设备使用的安全性，实现了对堵转检测的有效性和可靠性。

技术领域

本发明涉及无刷直流电机控制领域，具体涉及一种无传感器正弦波控制堵转检测方法。

背景技术

随着汽车自动化程度不断提高，电机在汽车上的应用也越来越广泛。无论是传统燃油汽车还是新能源汽车，电机作为执行器，扮演着越来越重要的角色。汽车电机大家族里面有一类电机叫流体控制类电机，这些电机目前很多都已经使用无刷直流电机，或者在往无刷直流电机切换的过程中。无刷直流电机有着高效、高可靠性的特点，再加上流体类电机几乎不工作在低速区，因此无传感器的无刷直流电机控制就特别适合汽车的这些应用。

随着无传感器正弦波矢量控制算法的普及，高性能的电机应用，可以在整个频率范围内运转、电机零速时可以输出额定转矩、且可以快速的加减速。同时也催使了电机体积见小、成本降低以及能耗降低，因此开始受到产业界的关注。常用的正弦波矢量控制算法包括i_d＝0控制方式与最大转矩电流控制方式。针对i_d＝0控制方式的控制方式，当电机在转速为零时，仍然输出扭矩即发生堵转。电机堵转的原因有很多，包括机械的或者人为的，例如：转子与定子接触被卡死、被驱动设备卡死、设备负荷太大电机无法驱动等等，都会造成堵转。由于没有传感器信号的接入，一旦遇到外界阻力或者巨大的负载突变，都可能会使得系统进入到堵转状态。在这种堵转状态下，电机只是原地抖动并消耗电流，而系统会处于异常状态。长时间保持这样的状态，无疑是有害的。

因此需要一种针对无刷直流电机处于无传感器正弦波控制工况下，实现堵转检测的方法。

发明内容

本发明提供了一种无传感器正弦波控制堵转检测方法，以解决现有技术中无刷直流电机处于无传感器正弦波控制工况下，不方便进行堵转状态异常检测的问题。

一种无传感器正弦波控制堵转检测方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一：采集三相反电势信号；

步骤二：根据所述步骤一中得到的反电势信号进行Clark、Park变换，得到q轴反电势值；

步骤三：根据所述步骤二中得到的通过Clark变换后的反电势信号作为反电势观测器的输入，得到观测估算转速值；

步骤四：根据所述步骤二中获取的q轴反电势，计算电机在正常运转状态下转速和反电势值间的反电势正比例系数，构建不同转速下反电势值表；

步骤五：根据所述步骤二中获取的q轴反电势，与反电势观测器估算的转速值根据步骤四中反电势值表所查表得到的值做差，若超出设定阈值，则判定为发生堵转事件。

进一步地，步骤一中，采集三相反电势信号用采集两相反电势电信号代替。

进一步地，步骤二中，Clarke变换矩阵为：

其中，i_A、i_B、i_C是三相定子相电流，该三相定子相电流由三相反电势信号计算得出；i_α、i_β为定子电流α轴和β轴分量；

其中，三相反电势信号进行Clark变换为：