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专利号: 2022106651532
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-19
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种用于单电流传感器系统的方波注入无位置传感器控制方法,其特征在于,所述控制方法包括以下步骤:步骤1)向电机估计d轴注入频率为PWM频率一半的高频方波,d轴的电压信号经坐标变换和边沿对齐式PWM调制后经功率电路放大送入电机;

步骤2)单电流传感器在合适的采样点采集母线电流,经电流重构后得到电机的三相电流,再将三相电流经坐标变换后得到dq轴下的电流;

步骤3)将q轴的电流的正负性校正后与上一拍的校正的q轴电流进行差分,并将差分后的q轴电流的变化量作为锁相环的输入;

步骤4)重复步骤1)~步骤3),最终锁相环将输出当前电机的转速以及电机转子的角度,这样完成了电机初始角度的辨识;

步骤5)电机极性的辨识,通过向估计d轴注入一次正负电压实现,根据正负响应电流的幅值并依据磁饱和的原理判断是否需要对初始角度进行调整;

步骤6)得到准确的电机初始角度后,按照FOC控制方法并重复步骤1)~步骤4)实现电机的无感控制;

所述步骤1)中,电机估计d轴与A轴的夹角为 与真实d轴的夹角为 估计dq轴坐标系与真实dq轴坐标系之间的电压电流关系为:其中,

估计d轴中注入的方波电压为:

2.根据权利要求1所述的用于单电流传感器系统的方波注入无位置传感器控制方法,其特征在于,所述步骤4)中,实际dq坐标系中电压电流关系表示为:在估计dq坐标系中,电压电流方程变为:

当 时,估计dq坐标系下的高频响应电流变为:

当 趋于0时,

即估计dq坐标系与真实dq坐标系之间的角度差 也将趋于0,估计dq坐标系与真实dq坐标系重合,因此只要将 作为锁相环的输入,将锁相环输出的估计速度积分后便可得到估计dq轴坐标系,然后重复步骤1)~3),实现电机转子角度的估计。

3.根据权利要求1或2所述的用于单电流传感器系统的方波注入无位置传感器控制方法,其特征在于,所述步骤5)中,通过向估计d轴分别注入一次正负电压,然后根据估计d轴上正负响应电流的幅值进行极性的判断,具体原因是步骤1)~3)只能实现 趋于θe或θe+π,无法判断估计角度是否收敛正确,通过分别施加一次持续时间相等、幅值一致的方波脉冲,根据正负响应电流的幅值即可辨识极性:如果正电流的幅值大于负电流幅值,则 收敛于θe,反之则收敛于θe+π。

4.根据权利要求1或2所述用于单电流传感器系统的方波注入无位置传感器控制方法,其特征在于,所述步骤6)中,按照常规的FOC控制方法并重复步骤1)~步骤4)实现电机的无感控制的具体操作为:将速度环输出的dq轴给定电流与重构变换后的dq轴反馈电流做差后经PI控制器得到dq轴给定电压,然后将dq轴给定电压叠加高频方波电压后经坐标变换进行EAPWM调制,最终得到相应的PWM驱动电机;同时,继续重复步骤1)~步骤3),提取重构的三相电流中的高频分量进行转子位置的解调。

5.根据权利要求4所述的用于单电流传感器系统的方波注入无位置传感器控制方法,其特征在于,所述步骤6)中,采用EAPWM调制过程为:通过基波矢量所处的扇区选择相对应的一种导通形式的EAPWM,然后通过合成矢量计算每相PWM的持续时间,完成PWM调制。