[发明专利]一种面贴式永磁同步电机无位置传感器直接转矩控制方法

摘要

本发明公开了一种面贴式永磁同步电机无位置传感器直接转矩控制方法，其中，包括一种基于SVPWM和磁链自适应法的直接转矩控制方法，一种新型滑模观测器估算转子位置和转速的方法，以及一种适合全速范围内的新型转子位置自检测的复合控制方法。本发明的面贴式永磁同步电机无位置传感器直接转矩控制方法从本质上解决了传统SVPWM直接转矩控制中电机运行于空载或突加重载时直轴电流大的问题；改善了传统滑模观测器存在的抖振问题，并解决了传统滑模观测器中由于低通滤波器带来的相位延迟问题，同时提高了电机运行时转子位置的估算精度；另外，还解决了电机在零低速运行时转子位置估算不准确的问题，并且能够实现无位置传感器自启动功能。

主权项

1.一种面贴式永磁同步电机无位置传感器直接转矩控制方法，其特征在于包括如下具体步骤：步骤（1）：使用无位置传感器复合控制算法以估算转子位置和转速当所述转速大于预设的临界转速时使用新型滑模观测器算法来估算转子位置当所述转速小于所述预设的临界转速时采用脉振高频电压信号注入法来估算转子位置步骤（2）：检测面贴式永磁同步电机的三相电流i_a、i_b和i_c，实现转矩闭环控制，具体包括如下步骤：步骤（21）：检测所述面贴式永磁同步电机的三相电流i_a、i_b和i_c，经低通滤波器滤波后，再经过Clarke变换得到αβ坐标系下的电流i_α、i_β，经过Park变换得到d_q坐标系下的电流i_d、i_q；步骤（22）：利用估算的所述转子位置结合步骤（21）中得到的i_α和i_β，计算出当前定子磁链幅值ψ_s、相位角ρ_s以及转矩T_e；步骤（23）：将给定转矩T_e^*与步骤（22）中计算得到的T_e相减，经过PI调节器后得到转矩角差Δδ；步骤（24）：计算定子磁链给定参考值ψ_sref；步骤（25）：将步骤（22）得到的定子磁链幅值ψ_s和相位角ρ_s、步骤（24）得到的定子磁链给定参考值经过预期电压调制以得到u_α和u_β；步骤（3）：在转子旋转d_q坐标系的d轴上输入高频电压信号将该高频电压信号经Park逆变换得到和与当前预期电压u_α和u_β分别相加，共同作为αβ轴电压给定值u_α^*和u_β^*，进行空间矢量脉宽调制SVPWM控制，以驱动面贴式永磁同步电机，其中，V_inj定义为高频电压信号的幅值，定义为高频电压信号的角频率；步骤（4）：用给定转速ω_e^*减去步骤（1）中利用无位置传感器复合控制算法得到的估算转速后，送入转速环PI调节器，进行转速闭环控制。