[发明专利]一种泵用永磁同步电机转子初始位置定位方法及装置

权利要求书

1.一种泵用永磁同步电机转子初始位置定位方法，其特征在于，包括：

获取永磁同步电机在高频电压信号的注入下的高频电流信号；

对所述高频电流信号进行第一次信号处理，获取第一高频电流信号；

对所述第一高频电流信号进行低通滤波、作差运算以及标幺化处理后，获取转子位置观测误差；

将所述转子位置观测误差输入预先构建的转子位置状态观测器，得到转子位置初步观测值；

对所述高频电流信号进行第二次信号处理，获取第二高频电流信号；

在每个注入周期内，将多个第二高频电流信号进行数值运算，得到单周期饱和电流差值；

连续执行若干个注入周期，得到多个单周期饱和电流差值，对其进行累加运算，得到饱和电流差值多周期累加值；

通过判断所述饱和电流差值多周期累加值的正负性，得到转子的N-S磁极极性以及极性判断补偿值；

将转子位置初步观测值与极性判断补偿值相加，得到转子位置观测值，完成对永磁同步电机转子位置定位。

2.根据权利要求1所述的泵用永磁同步电机转子初始位置定位方法，其特征在于，所述获取永磁同步电机在高频电压信号的注入下的高频电流信号，包括：

向电机旋转观测轴系轴注入高频梯形波电压信号：

其中，U_inj为注入电压信号的幅值，T_inj为高频信号的注入周期，n为注入信号的周期数；

定义永磁同步电机中θ_e为真实转子磁极角度；为观测转子磁极角度；转子磁极观测误差角，满足

将高频电压注入到坐标系下，即

其中，分别为永磁同步电机观测直轴d轴，观测交轴q轴下注入的高频电压信号；

d-q坐标系和坐标系下的电压满足如下关系：

其中

其中，u_dh、u_qh分别为永磁同步电机真实直轴d轴坐标系，真实交轴q轴坐标系下注入的高频电压信号，T()为坐标变换矩阵；

永磁同步电机在高频电压激励信号作用下获得高频电流信号满足：

其中，p为微分算子，i_dh、i_qh分别为永磁同步电机d-q坐标系下高频电流信号；L_d、L_q分别为永磁同步电机d-q坐标系下电感参数。

3.根据权利要求2所述的泵用永磁同步电机转子初始位置定位方法，其特征在于，对所述高频电流信号进行第一次信号处理，获取第一高频电流信号，包括：

对所述高频电流信号进行坐标转换，d^m-q^m坐标系和d-q坐标系下的电流满足如下关系：

其中，分别为d^m-q^m坐标系下高频电流信号；

d^m-q^m坐标系下包含转子磁极观测误差角的高频电流信号为：

其中，L₀、L₁分别为永磁同步电机平均电感参数：L₀＝(L_d+L_q)/2,L₀＝(L_d-L_q)/2；

接着对坐标转换后的高频电流信号进行取绝对值处理，获取第一高频电流信号。

4.根据权利要求3所述的泵用永磁同步电机转子初始位置定位方法，其特征在于，对所述第一高频电流信号进行低通滤波、作差运算以及标幺化处理后，获取转子位置观测误差，包括：

使用一阶低通滤波器对所述第一高频电流信号进行低通滤波处理，提取出高频电流峰值，公式如下：

其中，k为积分过程产生的系数；

将所述高频电流峰值进行作差运算，提取到位置误差信号，公式如下：

将所述位置误差信号进行标幺化处理，获取转子位置观测误差，具体过程如下：

计算高频电流峰值的平方和，公式如下：

当观测位置接近真实值，满足：

转子位置观测误差表示为：