1.一种新型同步磁阻电机转速估计方法,其特征在于:具体包括如下步骤:步骤1,建立负载转矩与同步磁阻电机电感的查找表,通过负载转矩观测器在线辨识电机负载进而得到电感,通过固定高频响应电流信噪比进而推导出所需注入高频信号的幅值,最后在估计旋转坐标系中注入高频方波电压信号并提取该信号对应的高频响应电流;
步骤2,对步骤1得到的高频响应电流进行信号处理,得到转子位置误差信号;
步骤3,通过龙贝格观测器对步骤2得到的转子位置误差信号的SynRM的转速和转子位置进行估计。
2.根据权利要求1所述的一种新型同步磁阻电机转速估计方法,其特征在于:所述步骤
1的具体过程为:
步骤1.1,建立负载转矩与同步磁阻电机电感的查找表;
同步磁阻电机定子电压方程为:其中,ud、uq分别为电压在d轴和q轴的分量,id、iq分别为电流在d轴和q轴的分量,Rs为定子电阻;Ld、Lq分别为定子电感在d轴和q轴的分量;ωe为转子电气角速度;
采用递推最小二乘法辨识出不同负载转矩下的同步磁阻电机d‑q轴电感,其迭代方程为:
其中,m表示当前拍,m‑1表示前一拍, 为当前时刻辨识出的电感值,为待辨识参数的系数矩阵, 为输出矩阵,E为单位矩阵;
得到不同负载转矩下对应的d‑q轴电感后,建立查找表;
步骤1.2,忽略阻尼转矩,由SynRM机械方程得:其中,ωr为电机机械角转速,np为极对数,J为转动惯量,Te为电磁转矩,TL为负载转矩;
利用电机机械角转速ωr与电磁转矩Te构成负载转矩观测器,则负载转矩观测器的表达式为:
其中, 为一阶低通滤波器;
步骤1.3,对步骤1.2所得的负载转矩观测器进行改进,如下公式(5)所示:得到负载转矩后,利用步骤1.1中得到的查找表查出同步磁阻电机电感;
步骤1.4,基于高频方波电压信号注入法,得到两相静止坐标系下电流信号iαh、iβh,如下公式(6)所示:
其中,Vh、Th分别为高频方波电压的幅值和周期,θr、 分别为实际转子位置和估计转子位置,Ld、Lq分别为定子电感在d轴和q轴的分量;
通过固定|iαh|、|iβh|幅值 的大小,由步骤1.3中得到的同步磁阻电机电感参数推导出需要注入的高频方波电压信号幅值Vh;
步骤1.5,在估计两相旋转dq坐标系中的d轴注入高频方波电压信号,该注入信号的表达式为:
其中, 分别为d轴和q轴中注入的高频方波电压,Vh为步骤1.4得到的注入电压幅值,n为采样序号;
当注入高频方波电压信号后,将采样得到的三相电流iA、iB、iC变换到两相静止坐标系下,得到两相静止坐标系电流信号isα、isα,如下公式(8)所示:由于注入信号的频率远远大于电机基波运行频率,因此将两相静止坐标系下电流信号isα、isβ经过高通滤波器处理后得到两相静止坐标系下的高频响应电流信号iαh、iβh;
将两相静止坐标系下的高频响应电流信号iαh、iβh变换到估计两相旋转坐标系下,得到估计两相旋转坐标系下的高频响应电流信号 如下公式(9)所示:其中, 为估计的转子位置。
3.根据权利要求2所述的一种新型同步磁阻电机转速估计方法,其特征在于:所述步骤
1.4中,当Δθr≈0时,公式(6)可用如下公式(10)表示:
4.根据权利要求3所述的一种新型同步磁阻电机转速估计方法,其特征在于:所述在实际转子旋转参考坐标系中,SynRM的模型表达式为:其中,ud、uq分别为电压在d轴和q轴的分量,id、iq分别为电流在d轴和q轴的分量,Rs为定子电阻;Ld、Lq分别为定子电感在d轴和q轴的分量;ωe为转子电气角速度;
将公式(11)转化成如下公式(12):将公式(12)变换到估计两相旋转坐标系下表示为:其中,
由公式(13)得估计两相旋转坐标系下高频响应电流 为:其中, 为积分算子, 为矩阵 的逆矩阵;
将公式(6)代入公式(14),得估计两相旋转坐标系下高频响应电流 为:其中,q轴高频响应电流可以表示为:其中,
通过对q轴高频响应电流进行解调,得:
5.根据权利要求4所述的一种新型同步磁阻电机转速估计方法,其特征在于:所述步骤
3的具体过程为:
忽略阻尼转矩,SynRM的机械方程为:其中,ωr为电机的转速,np为极对数,J为转动惯量,Te为电磁转矩,TL为负载转矩;
将公式(18)作如下改写,并将ωr作为估计变量,则有:用比例、积分的形式代替‑(np/J)TL,则将公式(19)转化为如下公式(20):其中,Kp1为比例系数,Ki1为积分系数, 为积分算子;
将公式(16)代入公式(20)得:其中,
转矩指令Te可由下式计算获得:将公式(21)和公式(22)求得的TL和Te代入公式(19),对公式(19)积分得到估计的转速对估计的转速 积分得到估计的转子位置