電機(jī)轉(zhuǎn)子位置的估算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電機(jī)轉(zhuǎn)子位置的估算方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在基于轉(zhuǎn)子磁通定向的永磁同步電機(jī)矢量控制過程中轉(zhuǎn)子磁通定向是十分關(guān)鍵 的。一般情況下，永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置信息是通過旋轉(zhuǎn)變壓器和旋變解碼器得到的，并 將得到的轉(zhuǎn)子絕對位置用于磁場的定向，其中通過坐標(biāo)變換將H相交流電變換成兩相直流 電(勵磁電流和轉(zhuǎn)矩電流）W便于定子電流控制。
[0003] 但是，當(dāng)電機(jī)在運(yùn)行過程中，由于溫度等外界影響或轉(zhuǎn)子位置反饋信號的誤差，造 成實際的轉(zhuǎn)子位置并不準(zhǔn)確，會使控制系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系dq軸定位出現(xiàn)偏差，從而影響電 機(jī)電流的波形質(zhì)量和扭矩控制精度。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 本發(fā)明的目的旨在至少從一定程度上解決上述的技術(shù)問題。
[0005] 為此，本發(fā)明的目的在于提出一種電機(jī)轉(zhuǎn)子位置的估算方法，通過對電機(jī)的轉(zhuǎn)子 位置進(jìn)行補(bǔ)償控制，可W減小電機(jī)運(yùn)行過程中的諧波含量和扭矩的波動，提高電機(jī)的控制 質(zhì)量。
[0006] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明實施例提出的一種電機(jī)轉(zhuǎn)子位置的估算方法，包括W下 步驟；S1，通過旋轉(zhuǎn)變壓器和旋變編碼器獲得所述電機(jī)的轉(zhuǎn)子估計位置0 't;S2,當(dāng)所述電 機(jī)處于穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時，獲得所述電機(jī)實際旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系與所述電機(jī)參考旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)子 位置偏差Y，其中，所述電機(jī)參考旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系與所述電機(jī)的轉(zhuǎn)子估計位置e't對應(yīng)；S3,調(diào) 節(jié)所述轉(zhuǎn)子位置偏差YW對所述電機(jī)的轉(zhuǎn)子估計位置e't進(jìn)行補(bǔ)償。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明實施例的電機(jī)轉(zhuǎn)子位置的估算方法，當(dāng)電機(jī)處于穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時，基于轉(zhuǎn) 子位置偏差來估算電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置W實現(xiàn)對電機(jī)的轉(zhuǎn)子估計位置進(jìn)行補(bǔ)償，從而獲得精確 的電機(jī)轉(zhuǎn)子位置信息，可W減小電機(jī)運(yùn)行過程中的諧波含量和扭矩的波動，改善電機(jī)運(yùn)行 時電流波形的品質(zhì)，提高電機(jī)的控制質(zhì)量。
[0008] 本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變 得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。
【附圖說明】
[0009] 本發(fā)明上述的和/或附加的方面和優(yōu)點從下面結(jié)合附圖對實施例的描述中將變 得明顯和容易理解，其中：
[0010] 圖1為根據(jù)本發(fā)明實施例的電機(jī)轉(zhuǎn)子位置的估算方法的流程圖；
[0011] 圖2為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系偏差示意圖；W及
[0012] 圖3為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的采用鎖相環(huán)調(diào)節(jié)器估算轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的示意圖。
【具體實施方式】
[0013] 下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終 相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附 圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對本發(fā)明的限制。
[0014] 下文的公開提供了許多不同的實施例或例子用來實現(xiàn)本發(fā)明的不同結(jié)構(gòu)。為了簡 化本發(fā)明的公開，下文中對特定例子的部件和設(shè)置進(jìn)行描述。當(dāng)然，它們僅僅為示例，并且 目的不在于限制本發(fā)明。此外，本發(fā)明可W在不同例子中重復(fù)參考數(shù)字和/或字母。該種重 復(fù)是為了簡化和清楚的目的，其本身不指示所討論各種實施例和/或設(shè)置之間的關(guān)系。此 夕F，本發(fā)明提供了的各種特定的工藝和材料的例子，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可W意識到 其他工藝的可應(yīng)用于性和/或其他材料的使用。另外，W下描述的第一特征在第二特征之 "上"的結(jié)構(gòu)可W包括第一和第二特征形成為直接接觸的實施例，也可W包括另外的特征形 成在第一和第二特征之間的實施例，該樣第一和第二特征可能不是直接接觸。
[0015] 在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有規(guī)定和限定，術(shù)語"安裝"、"相連"、 "連接"應(yīng)做廣義理解，例如，可W是機(jī)械連接或電連接，也可W是兩個元件內(nèi)部的連通，可 W是直接相連，也可W通過中間媒介間接相連，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可W根據(jù) 具體情況理解上述術(shù)語的具體含義。
[0016] 下面參照附圖來描述根據(jù)本發(fā)明實施例提出的電機(jī)轉(zhuǎn)子位置的估算方法。
[0017] 圖1為根據(jù)本發(fā)明實施例的電機(jī)轉(zhuǎn)子位置的估算方法的流程圖。如圖1所示，該 電機(jī)轉(zhuǎn)子位置的估算方法包括W下步驟：
[0018] S1，通過旋轉(zhuǎn)變壓器和旋變編碼器獲得電機(jī)的轉(zhuǎn)子估計位置0 't。
[0019] S2,當(dāng)電機(jī)處于穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時，獲得電機(jī)實際旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系與電機(jī)參考旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系之 間的轉(zhuǎn)子位置偏差Y，其中，電機(jī)參考旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系與電機(jī)的轉(zhuǎn)子估計位置0't對應(yīng)。
[0020] 在本發(fā)明的一個實施例中，如圖2所示，油C是電機(jī)H相繞組坐標(biāo)系，dq為電機(jī)實 際旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系，d'q是電機(jī)參考旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系，i：為電機(jī)所需定子電流指令，i,為電機(jī)定子實 際給定的電流指令。
[0021] 其中，電機(jī)實際旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的電壓方程如下：
[0022]
【主權(quán)項】
1. 一種電機(jī)轉(zhuǎn)子位置的估算方法，其特征在于，包括以下步驟： S1，通過旋轉(zhuǎn)變壓器和旋變編碼器獲得所述電機(jī)的轉(zhuǎn)子估計位置e\ ; 52, 當(dāng)所述電機(jī)處于穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時，獲得所述電機(jī)實際旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系與所述電機(jī)參考旋轉(zhuǎn) 坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)子位置偏差y，其中，所述電機(jī)參考旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系與所述電機(jī)的轉(zhuǎn)子估計位 置0 \對應(yīng)； 53, 調(diào)節(jié)所述轉(zhuǎn)子位置偏差Y以對所述電機(jī)的轉(zhuǎn)子估計位置進(jìn)行補(bǔ)償。
2. 如權(quán)利要求1所述的電機(jī)轉(zhuǎn)子位置的估算方法，其特征在于，所述電機(jī)實際旋轉(zhuǎn)坐 標(biāo)系下的電壓方程為：
其中，e= 'Vf-p(Ld-Lq)iq+、(Ld-Lq)id，'為所述電機(jī)的轉(zhuǎn)子的實際轉(zhuǎn)速，ud和uq為 所述電機(jī)實際旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下d軸電壓和q軸電壓，Rs為所述電機(jī)的定子電阻，id和iq為所 述電機(jī)實際旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下d軸電流和q軸電流，p為微分算子，Ld和Lq為d軸電感和q軸 電感，Vf為所述電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁鏈。
3. 如權(quán)利要求2所述的電機(jī)轉(zhuǎn)子位置的估算方法，其特征在于，在步驟S2中，將所述電 機(jī)的電壓方程從所述電機(jī)實際旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系變換到所述電機(jī)參考旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系上：
其中，u'd和u'q為所述電機(jī)參考旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下d軸電壓和q軸電壓，i'd和i' q為所述 電機(jī)參考旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下d軸電流和q軸電流\為所述電機(jī)的轉(zhuǎn)子的估計轉(zhuǎn)速。
4. 如權(quán)利要求3所述的電機(jī)轉(zhuǎn)子位置的估算方法，其特征在于，在步驟S2中，所述轉(zhuǎn)子 位置偏差Y根據(jù)以下公式計算得到：
5. 如權(quán)利要求4所述的電機(jī)轉(zhuǎn)子位置的估算方法，其特征在于，在步驟S3中，當(dāng)所述轉(zhuǎn) 子位置偏差Y為0時，所述電機(jī)實際旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系與所述電機(jī)參考旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系重合。
6. 如權(quán)利要求4所述的電機(jī)轉(zhuǎn)子位置的估算方法，其特征在于，在步驟S3中，根據(jù)所述 轉(zhuǎn)子位置偏差Y，并通過以下公式調(diào)節(jié)所述電機(jī)的轉(zhuǎn)子的估計轉(zhuǎn)速： w'^KpY+Ki/ydt 其中，Kp為比例積分PI調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)，&為所述PI調(diào)節(jié)器的積分系數(shù)。
7. 如權(quán)利要求1所述的電機(jī)轉(zhuǎn)子位置的估算方法，其特征在于， 當(dāng)所述電機(jī)處于動態(tài)運(yùn)行時，將步驟S1中獲得的所述電機(jī)的轉(zhuǎn)子估計位置0 \作為 所述電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置； 當(dāng)所述電機(jī)處于所述穩(wěn)態(tài)和所述動態(tài)之間運(yùn)行時，采用加權(quán)的方式獲得所述電機(jī)的轉(zhuǎn) 子位置。
8. 如權(quán)利要求7所述的電機(jī)轉(zhuǎn)子位置的估算方法，其特征在于，當(dāng)采用所述加權(quán)的方 式時，根據(jù)以下公式獲得所述電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置： 0 e= 5 0 el+(l_ 5 ) 0 e2 其中，s為加權(quán)因子，061為對所述電機(jī)的轉(zhuǎn)子估計位置0 %進(jìn)行補(bǔ)償后的轉(zhuǎn)子位置，e為所述電機(jī)的轉(zhuǎn)子估計位置0
9.如權(quán)利要求8所述的電機(jī)轉(zhuǎn)子位置的估算方法，其特征在于，所述加權(quán)因子根據(jù)以 下公式計算得到：
其中，0:和02分別為切換控制區(qū)域位置差的上下限閾值。
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種電機(jī)轉(zhuǎn)子位置的估算方法，其包括以下步驟：S1，通過旋轉(zhuǎn)變壓器和旋變編碼器獲得所述電機(jī)的轉(zhuǎn)子估計位置θ'r；S2，當(dāng)所述電機(jī)處于穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時，獲得所述電機(jī)實際旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系與所述電機(jī)參考旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)子位置偏差γ，其中，所述電機(jī)參考旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系與所述電機(jī)的轉(zhuǎn)子估計位置θ'r對應(yīng)；S3，調(diào)節(jié)所述轉(zhuǎn)子位置偏差γ以對所述電機(jī)的轉(zhuǎn)子估計位置θ'r進(jìn)行補(bǔ)償。本發(fā)明的電機(jī)轉(zhuǎn)子位置的估算方法，通過對電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置進(jìn)行補(bǔ)償控制，可以減小電機(jī)運(yùn)行過程中的諧波含量和扭矩的波動，提高電機(jī)的控制質(zhì)量。
【IPC分類】H02P21-14
【公開號】CN104702187
【申請?zhí)枴緾N201310646563
【發(fā)明人】徐魯輝, 杜智勇, 肖愷, 羅輝
【申請人】比亞迪股份有限公司
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2013年12月4日