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专利号: 2019104804423
申请人: 广东工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:无效专利
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种永磁同步电机转子位置角估算方法,其特征在于:包括以下步骤:S1.建立实际旋转坐标系下的定子电压方程;

S2.建立与实际旋转坐标系存在夹角的估算坐标系,并在该坐标系下建立定子电压方程;

S3.获得估算坐标系下电流与实际旋转坐标系下的电流之差;

S4.根据S3步骤得到的电流之差估算电机反电动势;

S5.在负载转矩周期波动的情况下,对当前q轴电流进行低通滤波后得到低通滤波值;

S6.根据S5步骤得到的低通滤波值实时调整转子位置角估算系数Kθ,并结合S4步骤得到的电机反电动势估算出电机转子位置角;

其中,步骤S1的具体过程是:建立dq坐标系,然后再此坐标系下建立定子电压方程,作为实际旋转坐标系下的定子电压方程,该方程如下:其中ud、uq分别为定子绕组d轴电压、定子绕组q轴电压;

id、iq分别为定子绕组d轴电流、定子绕组q轴电流;

Rs为定子电阻;

Ld、Lq分别为定子绕组d轴电感、定子绕组q轴电感;

e为电机反电动势;

ω代表实际旋转坐标系的旋转角速度;

p为微分算子,p=d/dt;

其中,步骤S2的具体过程是:建立γδ估算坐标系,并在该坐标系下建立定子电压方程,作为估算坐标系下的定子电压方程,该方程如下:其中uγ、uδ分别为γ轴定子电压分量、δ轴定子电压分量;

iγ、iδ分别为γ轴定子电流分量、δ轴定子电流分量;

ωM代表γδ估算坐标系的旋转角速度;

Δθ为γδ估算坐标系与实际旋转坐标系的夹角,即位置角估算误差;

其中,步骤S3的具体过程是:

S301.求出采样点(n+1)处电机的实际电流iγ(n+1)、iδ(n+1):S302.求出采样点(n+1)处估算电流iMγ(n+1)、iMδ(n+1):S303.根据步骤S301得到的实际电流iγ(n+1)、iδ(n+1)与S302步骤得到的估算电流iMγ(n+1)、iMδ(n+1)得到采样点(n+1)处估算电流误差Δiγ(n+1)、Δiδ(n+1);

其中,以上公式的参数定义为:T为离散点的采样时间;

iγ(n)、iδ(n)为采样点(n)处电机的实际电流;

uγ(n)、uδ(n)为采样点(n)处电机的实际电压;

Ld、Lq分别为定子绕组d轴电感、定子绕组q轴电感;

e为电机反电动势;

Rs为定子电阻;

ωM代表估算坐标系的旋转角速度;

Δθ为实际旋转坐标系与估算坐标系之间的夹角;

Δe为反电势估算误差;

eM为电机估计反电动势;

其中,步骤S4的具体步骤是:根据上述求出的电流误差Δiδ推算出电机估计反电动势eM;

eM(n+1)=eM(n)-KδΔiδ(n+1);

其中,eM(n+1)、eM(n)分别为采样点(n+1)、采样点(n)处的电机反电动势;

Δiδ(n+1)为采样点(n+1)处的δ轴电流误差;

Kδ为反电势估算系数;

其中,步骤S5的具体过程是:针对负载转矩周期波动的运行情况,求出q轴电流Iq的在采样点(n+1)处低通滤波值;

IqLPF(n+1)=IqLPF(n)+KIqLPF{Iq(n)-IqLPF(n)};

其中,IqLPF(n+1)、IqLPF(n)分别为q轴电流在采样点(n+1)处的低通滤波值、q轴电流在采样点(n)处的低通滤波值;

KIqLPF为q轴电流低通滤波系数;

Iq(n)为采样点(n)处q轴电流。

2.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机转子位置角估算方法,其特征在于:S6步骤中的转子位置角补偿系数设为Kθ,其取值方法为:其中,Kθ0为永磁同步电机在给定运行速度下额定负载对应的位置角补偿系数;

IqLPF0为额定负载时q轴电流低通滤波值;

IqLPF为当前负载下的低通滤波值;

ξ代表当前负载与额定负载的比例系数;

Ld为d轴电感;T为采样的时间间隔;

e为S4步骤的电机反电动势。