1.一种基于无滤波器的永磁同步电机转子初始位置辨识方法,其特征在于,向电机定子绕组中注入高频脉振信号,采样得到三相绕组电流ia,ib,ic,对三相绕组电流进行坐标变换和信号处理,得到转子位置初次辨识结果 对磁极极性进行辨识,利用辨识结果进行极性补偿,得到电机转子的初始位置 具体包括以下步骤:步骤1,永磁同步电机在估计坐标系 中的估计直轴 和估计交轴 注入高频脉振电压信号,如下式所示:其中Vh为高频脉振信号电压幅值,ωh为信号频率,t为注入高频信号时间;
步骤2,将采样得到的三相定子绕组电流ia,ib,ic变换到估计坐标系 中,得到估计直轴电流 和估计交轴电流 其中估计直轴 与直轴a的角度差为步骤3,将估计坐标系电流 和 进行运算,通过锁相环得到转子位置初次估计值 以及步骤4,利用磁路饱和效应对转子N极和S极磁极极性进行辨识,对转子位置初次估计值进行磁极补偿,获得电机转子的初始位置辨识值
2.根据权利要求1所述的无滤波器的永磁同步电机转子初始位置辨识方法,其特征在于,所述步骤1中注入的所述高频脉振电压信号时的估计直轴 的位置是随机的,并设定估计直轴 初始位置为0°。
3.根据权利要求2所述的无滤波器的永磁同步电机转子初始位置辨识方法,其特征在于,所述步骤1中注入的高频脉振信号的幅值为60V,频率为400Hz。
4.根据权利要求2所述的无滤波器的永磁同步电机转子初始位置辨识方法,其特征在于,所述步骤2中获取估计坐标系响应电流 和 包括以下步骤:步骤2.1,将三相定子绕组电流ia,ib,ic变换到估计坐标系 变换表达式如下:
5.根据权利要求4所述的无滤波器的永磁同步电机转子初始位置辨识方法,其特征在于,所述步骤2.1中坐标变换利用的角度为转子位置初次估计值 并且在初次计算时,其值为0°。
6.根据权利要求2或者4所述的无滤波器的永磁同步电机转子初始位置辨识方法,其特征在于,所述步骤3所述转子位置初次估计值 获取方法分为以下步骤:步骤3.1,根据估计直轴电流 和估计交轴电流 对估计坐标系电流进行处理,利用估计直轴的电流信号 去除估计交轴电流信号 得到转子位置误差信号fΔθ,具体方法如下:其中k为转子位置误差信号的幅值,Δθ为转子实际位置θ与转子位置初次辨识值 之差,即步骤3.2,将转子位置误差信号fΔθ作为PI调节器的输入,PI调节器表示如下:其中,s为拉普拉斯算子,kp为比例项系数,ki为积分项系数;
步骤3.3,调节kp和ki,使转子位置误差信号fΔθ收敛到0,PI调节器的输出为电机转速估计值;
步骤3.4,将电机转速估计值作为积分器的输入,积分器表示为:步骤3.5,积分器的输出即为转子位置初次估计值
7.根据权利要求6所述的无滤波器的永磁同步电机转子初始位置辨识方法,其特征在于,所述步骤4所述的利用磁路饱和效应对转子N极和S极磁极极性进行辨识方法包括以下步骤:步骤4.1,向转子位置初次辨识值 方向注入直流偏置信号和高频脉振信号的混合信号;
步骤4.2,由高频响应电流幅值计算电感值 计算表达式如下:步骤4.3,向转子位置初次辨识值 方向的反方向注入直流偏置信号和高频脉振信号的混合信号;
步骤4.4,由高频响应电流幅值计算电感值 表达式与步骤4.2中相同;
步骤4.5,通过两次计算的电感值判断磁极极性,如果 则不需极性补偿,如果则需要对磁极极性进行π角度补偿。
8.根据权利要求7所述的无滤波器的永磁同步电机转子初始位置辨识方法,其特征在于,所述步骤4.1和4.3中,注入的直流偏置信号通过设定d轴电流给定值id实现,其值为
20A。
9.根据权利要求8所述的无滤波器的永磁同步电机转子初始位置辨识方法,其特征在于,所述步骤4.1和4.3中,注入的高频脉振信号的幅值为30V,频率为400Hz。