[发明专利]一种同步磁阻电机电磁转矩观测方法及控制系统

权利要求书

1.一种同步磁阻电机电磁转矩观测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

注入互补的高频方波电压信号，并对产生的dq轴总电流进行采样；

基于相邻两个周期dq轴高频响应电流对称的特性以对采集的dq轴总电流进行信号分离，得到dq轴高频响应信号；

提取dq轴高频响应信号的包络线，计算同步磁阻电机的dq轴电感；

根据所述dq轴电感计算同步磁阻电机电磁转矩。

2.如权利要求1所述的一种同步磁阻电机电磁转矩观测方法，其特征在于，所述注入互补的高频方波电压信号，并对产生的dq轴总电流进行采样，包括：

根据公式在d轴和q轴注入频率幅值相同但符号相反的高频方波电压信号，其中u_dh为d轴注入的高频方波电压信号，u_qh为q轴注入的高频方波电压信号，U_inj为注入的高频方波电压信号的幅值；

对同步磁阻电机在三相静止坐标系下的三相电流进行采样，并依次经过Clark变换与Park变换，转换为两相旋转坐标系下的电流信号，以实现对dq轴总电流的采样。

3.如权利要求2所述的一种同步磁阻电机电磁转矩观测方法，其特征在于：所述U_inj为同步磁阻电机额定电压的0.1倍。

4.如权利要求2所述的一种同步磁阻电机电磁转矩观测方法，其特征在于，所述基于相邻两个周期dq轴高频响应电流对称的特性以对采集的dq轴总电流进行信号分离，得到dq轴高频响应信号，包括：

获取第k次和第k-1次采样过程中的d轴总电流i_d(k)和i_d(k-1)，以及q轴总电流i_q(k)和i_q(k-1)；

根据公式进行信号分离，以得到dq轴高频响应信号i_dh(k)和i_qh(k)。

5.如权利要求4所述的一种同步磁阻电机电磁转矩观测方法，其特征在于：

根据公式进行信号分离，以得到作为反馈信号的dq轴基频电流信号i_df(k)和i_qf(k)。

6.如权利要求4所述的一种同步磁阻电机电磁转矩观测方法，其特征在于，所述提取高频响应信号的包络线，计算同步磁阻电机的dq轴电感，包括：

根据公式以表示高频响应信号的包络线的I_dh和I_qh；

根据所述I_dh、I_qh以及公式计算得到d轴电感q轴电感其中p是微分算子，f_inj为注入的高频方波电压信号的频率。

7.如权利要求6所述的一种同步磁阻电机电磁转矩观测方法，其特征在于，所述根据所述dq轴电感计算同步磁阻电机电磁转矩，包括：

根据公式计算同步磁阻电机电磁转矩其中p_n为同步磁阻电机的极对数。

8.如权利要求1所述的一种同步磁阻电机电磁转矩观测方法，其特征在于：注入的所述高频方波电压信号的频率为逆变器开关频率的一半。

9.如权利要求1所述的一种同步磁阻电机电磁转矩观测方法，其特征在于：对dq轴总电流进行采样的频率等于逆变器开关频率。

10.一种同步磁阻电机电磁转矩控制系统，其特征在于，包括：

控制端，其用于产生驱动信号、注入互补的高频方波电压信号，并对同步磁阻电机的dq轴总电流进行采样；

信号分离器，其基于相邻两个周期dq轴高频响应电流对称的特性以对采集的dq轴总电流进行信号分离，得到dq轴高频响应信号；

转矩观测器，其用于提取dq轴高频响应信号的包络线，计算同步磁阻电机的dq轴电感，并根据所述dq轴电感计算同步磁阻电机电磁转矩。