[发明专利]基于信号逆传递的多级式无刷电机转子位置估算方法

摘要

本发明涉及一种基于信号逆传递的多级式无刷电机转子位置估算方法，在主发电机等效alpha相绕组和beta相绕组注入高频信号，高频响应信号经旋转整流器逆向传递到励磁机，在励磁机定子电流中提取主发电机转子位置信息的在线估算方法，该方法利用主发电机定子绕组和励磁绕组之间的互感随主发电机转子位置变化而变化的特性，避免了凸极特性变化对位置解算的影响，求解过程比较简单，转子位置估算精度较高。本发明具有以下优点：1)充分利用主发电机电枢绕组和励磁绕组之间的互感随转子位置变化的特性，避免了主发电机凸极效应的影响，对电励磁电机具有较普遍的适用性；2)解算过程相对简单、估算精度较高。

主权项

1.一种基于信号逆传递的多级式无刷电机转子位置估算方法，其特征在于依次含有以下几个步骤：/n步骤1：对励磁机施加励磁电压，在主发电机定子三相绕组上施加高频电压信号U_Ah(t)、U_Bh(t)、U_Ch(t)；所述励磁机定子绕组为两相励磁绕组结构；所述高频电压信号由αβ坐标系下的高频方波电压U_αh(t)和U_βh(t)经CLARK反变换至ABC坐标系下得到，其表达式如下：/n /n /n其中U_h、T_h为αβ坐标系下主发电机α轴、β轴注入高频电压的幅值和周期；/n步骤2：在励磁机定子侧检测两相定子电流i_eα、i_eβ，求得电流矢量I_es幅值平方和电流值中含有与主发电机转子位置相关的高频响应信号；/n步骤3：提取中的高频响应信号i_eαh，i_eβh，具体如下：/n1)在周期为T_h方波信号U_αh(t)的上升沿即t＝nT_h和下降沿即t＝nT_h+T_h/2,提取的值，分别记为i_eαh(n)、i_eαh(n+1)，对提取到的值进行作差运算，得到信号：/ni_Δeαh＝(i_eαh(n)-i_eαh(n+1))/2，i_Δeαh为与主发电机转子位置有关的余弦函数；所述n＝0,1,2,3...；/n2)在周期为T_h方波信号U_βh(t)的上升沿即t＝nT_h+T_h/4和下降沿即t＝nT_h+3T_h/4提取的值，分别记为i_eβh(n)、i_eβh(n+1)，对提取到的值进行作差运算，得到信号i_Δeβh＝(i_eβh(n)-i_eβh(n+1))/2，i_Δeβh为与主发电机转子位置有关的正弦函数；/n步骤4：用低通滤波器对i_Δeαh、i_Δeβh进行滤波处理，得到电机当前位置所对应电角度的正弦值和余弦值i_{Δeβh_sin}、i_{Δeαh_cos}；/n步骤5：将步骤4得到的正弦值和余弦值进行反正切函数运算，得到电机转子位置信号θ，即θ＝arctan(i_{Δeβh_sin}/i_{Δeαh_cos})。/n