无位置传感器电机驱动方法、永磁同步电机和存储介质技术

本发明专利技术提供了一种无位置传感器电机驱动方法、永磁同步电机和存储介质，先是接收对逆变器输出电流采样得到的a相电流和b相电流，并对a相电流和b相电流进行Clarke变换，分别得到对应的α轴电流和β轴电流；再接收上一个采样时刻的α轴参考电压以及β轴参考电压，根据预设采样时刻内所有的α轴电流、β轴电流、α轴参考电压以及β轴参考电压得到转子位置角以及转子速度；最后根据α轴电流、β轴电流、转子位置角、预设d轴参考电流以及预设q轴参考电流生成逆变器控制信号，并将控制信号发送至逆变器。本发明专利技术通过一系列运算准确地得到转子位置角以及转子转速，对于电机参数变化具有强鲁棒性，可实现宽调速范围下的高性能电机驱动控制。

【技术实现步骤摘要】
无位置传感器电机驱动方法、永磁同步电机和存储介质
本专利技术涉及电机
，尤其涉及一种无位置传感器电机驱动方法、永磁同步电机和存储介质。
技术介绍
永磁同步电机具有高功率密度、高动态性能、结构简单及可靠性高等优点，随着稀土永磁材料性能的不断提高，永磁同步电机控制技术的成熟，永磁同步电机在数控机床、机器人、电动车辆、航空航天等高精度控制领域，以及在风机、泵类、压缩机等领域都有了广泛的应用。现有的永磁同步电机通常使用霍尔器件、旋转变压器或编码器等作为角度传感器获取转子位置。然而，这些角度传感器增加了额外的成本并且降低整个系统的可靠性。因此，永磁同步电机无位置传感器驱动方法变得很有意义。传统的无位置传感器技术要根据电机模型，使用滑模控制器来估算永磁同步电机的两相静止坐标系下的反电动势。但是上述无位置传感器技术在永磁同步电机处于低速区时，无法准确估算电机的转子位置角以及转子速度，进而难以对电机的驱动系统实现良好的控制。此外，当电机参数发生较大变化时，整个控制系统的控制性能下降。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供了一种无位置传感器电机驱动方法、永磁同步电机和存储介质，旨在解决现有的电机在低速运行时，无位置传感器电机驱动系统难以实现良好的控制的技术问题，同时增加系统对于电机参数变化的鲁棒性。为实现上述目的，本专利技术提供了一种无位置传感器电机驱动方法，包括以下步骤：接收对逆变器输出电流采样得到的a相电流和b相电流，并对所述a相电流和所述b相电流进行Clarke变换，分别得到对应的α轴电流和β轴电流；接收上一个采样时刻的α轴参考电压以及β轴参考电压，根据预设采样时刻内所有的所述α轴电流、所述β轴电流、所述α轴参考电压以及所述β轴参考电压得到转子位置角以及转子速度；根据所述α轴电流、所述β轴电流、所述转子位置角、预设d轴参考电流以及预设q轴参考电流生成控制信号，并将所述控制信号发送至所述逆变器，实现对电机的驱动控制。可选地，所述根据预设采样时刻内所有的所述α轴电流、所述β轴电流、所述α轴参考电压以及所述β轴参考电压得到转子位置角以及转子速度的步骤包括：将预设采样时刻内所有的所述α轴电流和所述α轴参考电压作为预设α轴估计公式的输入，得到第一α轴估计分量，以及将预设采样时刻内所有的所述β轴电流和所述β轴参考电压作为预设β轴估计公式的输入，得到第一β轴估计分量；根据上一个采样时刻的转子转速，对所述第一α轴估计分量以及所述第一β轴估计分量进行滤波，得到对应的滤波后的第二α轴估计分量以及第二β轴估计分量；将所述第二α轴估计分量和所述第二β轴估计分量输入至预设反三角计算公式中，得到第一转子位置角；将所述第一转子位置角和上一个采样时刻的转子位置角输入至预设锁相环计算公式中，得到当前采样时刻的转子位置角和转子速度。可选地，预设α轴估计公式为：其中，TF为与预设采样时刻对应的估算窗口，αα为预设参数，δ为与采样时刻相关的参数，Fα(t)为t时刻第一α轴估计分量，当iα(t–TF+δ)以及中t–TF+δ<0时，有iα(t–TF+δ)=0,=0；预设β轴估计公式为：其中，αβ为预设参数，Fβ(t)为t时刻第一β轴估计分量，当iβ(t–TF+δ)以及中t–TF+δ<0时，有iβ(t–TF+δ)=0,=0。可选地，所述根据上一个采样时刻的转子转速，对所述第一α轴估计分量以及所述第一β轴估计分量进行滤波，得到对应的滤波后的第二α轴估计分量以及第二β轴估计分量的步骤包括：将上一个采样时刻的转子转速反馈至滤波器中，固定所述滤波器的延迟范围；通过所述滤波器对所述第一α轴估计分量以及所述第一β轴估计分量进行滤波，得到滤波后的第二α轴估计分量以及第二β轴估计分量。可选地，预设锁相环公式包括预设转子转速计算公式和预设转子位置角计算公式，所述将所述第一转子位置角和上一个采样时刻的转子位置角输入至预设锁相环计算公式中，得到当前采样时刻的转子位置角和转子速度的步骤包括：将所述第一转子位置角和上一个采样时刻的转子位置角输入至预设转子转速计算公式中，得到转子转速；将所述转子转速和上一个采样时刻的转子位置角输入至预设转子位置角计算公式中，得到当前采样时刻的转子位置角。可选地，预设转子转速计算公式为：其中，Δθe[k]为当前时刻第一转子位置角与上一个采样时刻的转子位置角的差值，Δθe[k-1]为上一个采样时刻的第一转子位置角与上两个采样时刻的转子位置角的差值，ωe[k-1]为上一个采样时刻的转子转速，Kp_PLL与Ki_PLL为控制器控制参数；预设转子位置角计算公式为：其中，T为控制系统采样周期，为当前时刻的转子转速，为上一个采样时刻的转子位置角。可选地，所述根据所述α轴电流、所述β轴电流、所述转子位置角，预设d轴参考电流以及预设q轴参考电流生成控制信号的步骤包括：根据所述转子位置角，对所述α轴电流以及所述β轴电流进行Park变换，分别得到对应的d轴电流以及q轴电流；根据所述d轴电流、所述q轴电流、所述转子位置角、预设d轴参考电流以及预设q轴参考电流，得到当前采样时刻的当前α轴参考电压以及当前β轴参考电压；将所述当前α轴参考电压以及所述β轴参考电压作为预设SVPWM调制算法的输入，生成所述控制信号。可选地，所述根据所述d轴电流、所述q轴电流、所述转子位置角、预设d轴参考电流以及预设q轴参考电流，得到当前采样时刻的当前α轴参考电压以及当前β轴参考电压的步骤包括：将所述d轴电流以及预设d轴参考电流作为预设d轴电流控制器的输入，得到d轴参考电压；将所述q轴电流以及预设q轴参考电流作为预设q轴电流控制器的输入，得到q轴参考电压；根据所述转子位置角，对所述d轴参考电压以及所述q轴参考电压进行Park逆变换，分别得到对应的所述当前α轴参考电压以及所述当前β轴参考电压。此外，为实现上述目的，本专利技术还提供一种永磁同步电机，所述永磁同步电机包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的电机驱动程序，所述电机驱动程序被所述处理器执行时实现如上所述无位置传感器电机驱动方法的步骤。此外，为实现上述目的，本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有电机驱动程序，所述电机驱动程序被处理器执行时实现如上所述无位置传感器电机驱动方法的步骤。本专利技术提供了一种无位置传感器电机驱动方法、永磁同步电机和存储介质，该方法先是接收对逆变器输出电流采样得到的a相电流和b相电流，并对a相电流和b相电流进行Clarke变换，分别得到对应的α轴电流和β轴电流；接收上一个采样时刻的α轴参考电压以及β轴参考电压，根据预设采样时刻内所有的α轴电流、β轴电流、α轴参考电压以及β轴参考电压得到转子位置角以及转子速度；根据α轴电流、β轴电流、转子位置角、预设d轴参考电流以及预设q轴参考电流生成控制信号本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无位置传感器电机驱动方法，其特征在于，包括以下步骤：/n接收对逆变器输出电流采样得到的a相电流和b相电流，并对所述a相电流和所述b相电流进行Clarke变换，分别得到对应的α轴电流和β轴电流；/n接收上一个采样时刻的α轴参考电压以及β轴参考电压，根据预设采样时刻内所有的所述α轴电流、所述β轴电流、所述α轴参考电压以及所述β轴参考电压得到转子位置角以及转子速度；/n根据所述α轴电流、所述β轴电流、所述转子位置角、预设d轴参考电流以及预设q轴参考电流生成控制信号，并将所述控制信号发送至所述逆变器，实现对电机的驱动控制。/n

【技术特征摘要】
1.一种无位置传感器电机驱动方法，其特征在于，包括以下步骤：
接收对逆变器输出电流采样得到的a相电流和b相电流，并对所述a相电流和所述b相电流进行Clarke变换，分别得到对应的α轴电流和β轴电流；
接收上一个采样时刻的α轴参考电压以及β轴参考电压，根据预设采样时刻内所有的所述α轴电流、所述β轴电流、所述α轴参考电压以及所述β轴参考电压得到转子位置角以及转子速度；
根据所述α轴电流、所述β轴电流、所述转子位置角、预设d轴参考电流以及预设q轴参考电流生成控制信号，并将所述控制信号发送至所述逆变器，实现对电机的驱动控制。


2.如权利要求1所述的无位置传感器电机驱动方法，其特征在于，所述根据预设采样时刻内所有的所述α轴电流、所述β轴电流、所述α轴参考电压以及所述β轴参考电压得到转子位置角以及转子速度的步骤包括：
将预设采样时刻内所有的所述α轴电流和所述α轴参考电压作为预设α轴估计公式的输入，得到第一α轴估计分量，以及将预设采样时刻内所有的所述β轴电流和所述β轴参考电压作为预设β轴估计公式的输入，得到第一β轴估计分量；
根据上一个采样时刻的转子转速，对所述第一α轴估计分量以及所述第一β轴估计分量进行滤波，得到对应的滤波后的第二α轴估计分量以及第二β轴估计分量；
将所述第二α轴估计分量和所述第二β轴估计分量输入至预设反三角计算公式中，得到第一转子位置角；
将所述第一转子位置角和上一个采样时刻的转子位置角输入至预设锁相环计算公式中，得到当前采样时刻的转子位置角和转子速度。


3.如权利要求2所述的无位置传感器电机驱动方法，其特征在于，预设α轴估计公式为：



其中，TF为与预设采样时刻对应的估算窗口，αα为预设参数，δ为与采样时刻相关的参数，Fα(t)为t时刻第一α轴估计分量，当iα(t–TF+δ)以及中t–TF+δ<0时，有iα(t–TF+δ)=0,=0；
预设β轴估计公式为：



其中，αβ为预设参数，Fβ(t)为t时刻第一β轴估计分量，当iβ(t–TF+δ)以及中t–TF+δ<0时，有iβ(t–TF+δ)=0,=0。


4.如权利要求2所述的无位置传感器电机驱动方法，其特征在于，所述根据上一个采样时刻的转子转速，对所述第一α轴估计分量以及所述第一β轴估计分量进行滤波，得到对应的滤波后的第二α轴估计分量以及第二β轴估计分量的步骤包括：
将上一个采样时刻的转子转速反馈至滤波器中，固定所述滤波器的延迟范围；
通过所述滤波器对所述第一α轴估计分量以及所述第一β轴估计分量进行滤波，得到滤波后的第二α轴估计分量以及第二β轴估计分量。


5.如权利要求2所述的无位置传感器电机驱动方法，其特征在于，预设锁相环公式包括预设转子转速计...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵贝石，罗薛，何资，毕磊，毕超，
申请(专利权)人：峰岹科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44