CN103346723A - 一种无位置传感器控制装置及位置检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无位置传感器控制装置及位置检测方法，所述装置应用于一永磁电动机中，包括：电流确定单元，用于确定所述永磁电动机T1时刻的q轴电流值I_q；轴误差检测单元，连接于所述电流确定单元，用于接收所述q轴电流值I_q；并且，至少基于所述q轴电流值I_q、所述永磁电动机的感应电压常数设定值K_e*以及所述永磁电动机的q轴电感值L_q*确定所述永磁电动机在所述T1时刻的轴误差Δθ；位置检测单元，连接于所述轴误差检测单元，用于基于所述轴误差Δθ确定出所述永磁电动机的转子的在所述T1时刻的位置θ_c。

Description

一种无位置传感器控制装置及位置检测方法

技术领域

本发明涉及永磁电动机领域，特别涉及一种无位置传感器控制装置及位置检测方法。 

背景技术

永磁无刷直流电动机是由一块或多块永磁体建立磁场的直流电动机，其性能与恒定励磁电流的他励直流电动机相似，可以由改变电枢电压来方便地调速。与他励式直流电动机相比，具有体积小、效率高、结构简单、用铜量少等优点。 

在永磁无刷直流电动机中，关键的技术之一就是检测转子的位置。在现有技术中，可以采用多种方式检测装置的位置，比如通过如下公式确定轴误差Δθ，然后通过轴误差Δθ确定转子的位置： 

$\mathrm{\Δ\θ}={\tan }^{-1}\left(\frac{V_d*-R*I_d+\mathrm{\ω}*L_q*I_q}{V_q*-R*I_q-\mathrm{\ω}*L_q*I_d}\right)...\left[1\right]$

其中，V_d*表示d轴的电压指令值、V_q*表示q轴的电压指令值； 

I_d表示d轴的电流检测值、I_q表示q轴的电流检测值； 

R*表示电动机的电阻值； 

L_d*表示d轴电感值、L_q*表示q轴电感值； 

ω*表示转速指令值。 

本申请发明人在实现本申请实施例技术方案的过程中，至少发现现有技术中存在如下技术问题： 

由于在现有技术中，在检测转子的位置时，需要采用多个变量确定转子的轴误差Δθ，然后通过轴误差Δθ确定转子位置，故而导致电动机的电流波动大，从而导致现有技术中存在着输入功率较低的技术问题。 

发明内容

本发明实施例提供一种无位置传感器控制装置及位置检测方法，用于解决现有技术中检测转子位置时导致的电动机的电流波动大的技术问题。 

一方面，本申请通过一实施例提供如下技术方案： 

一种无位置传感器控制装置，所述无位置传感器控制装置应用于一永磁电动机中，所述无位置传感器控制装置包括： 

电流确定单元，用于确定所述永磁电动机T1时刻的q轴电流值I_q； 

轴误差检测单元，连接于所述电流确定单元，用于接收所述q轴电流值I_q；并且，至少基于所述q轴电流值I_q、所述永磁电动机的感应电压常数设定值K_e*以及所述永磁电动机的q轴电感值L_q*确定所述永磁电动机在所述T1时刻的轴误差Δθ； 

位置检测单元，连接于所述轴误差检测单元，用于基于所述轴误差Δθ确定出所述永磁电动机的转子的在所述T1时刻的位置θ_c。 

可选的，所述轴误差检测单元，具体用于： 

至少基于所述q轴电流值I_q、所述永磁电动机的d轴电压指令值V_d*、所述感应电压常数设定值K_e*、所述q轴电感值L_q*以及所述永磁电动机的第一转速ω_c-1确定所述轴误差Δθ；或 

所述轴误差检测单元，具体用于： 

至少基于所述永磁电动机的d轴电流值I_d、所述q轴电流值I_q、所述永磁电动机的q轴电压指令值V_q*、所述永磁电动机的d轴电压指令值V_d*、所述感应电压常数设定值K_e*、所述q轴电感值L_q*以及所述第一转速ω_c-1确定所述轴误差Δθ。 

可选的，所述轴误差检测单元，具体用于通过如下公式确定所述轴误差Δθ： 

$\mathrm{\Δ\θ}=\frac{V_d^{*}+L_q^{*}{\mathrm{\ω}}_{c-1}{I}_q}{K_e*{\mathrm{\ω}}_{c-1}};$ 或 

所述轴误差检测单元，具体用于通过如下公式确定所述轴误差Δθ： 

$\mathrm{\Δ\θ}=\arcsin \left(\frac{V_d*+L_q{\mathrm{\ω}}_{c-1}{I}_q}{K_e*{\mathrm{\ω}}_{c-1}}\right);$ 或 

所述轴误差检测单元，具体用于通过如下公式确定所述轴误差Δθ： 

$\mathrm{\Δ\θ}=\sqrt{(\frac{2K_e^{*}{\mathrm{\ω}}_{c-1}}{V_q^{*}-L_q^{*}{\mathrm{\ω}}_{c-1}{I}_d}-2)}\·\frac{V_d*+L_q*{\mathrm{\ω}}_{c-1}{I}_q}{|V_d*+L_q*{\mathrm{\ω}}_{c-1}{I}_q|}.$

可选的，所述轴误差检测单元，具体用于：基于所述d轴电流值I_d、所述q轴电流值I_q、所述永磁电动机的d轴电压指令值V_d*、所述感应电压常数设定值K_e*、所述永磁电动机的电动机电阻r*、所述永磁电动机的d轴电感值L_d*、所述q轴电感值L_q*以及所述永磁电动机的第一转速ω_c-1确定所述轴误差Δθ;或 

基于所述d轴电流值I_d、所述q轴电流值I_q、所述永磁电动机的d轴电压指令值V_d*、所述永磁电动机的q轴电压指令值V_q*、所述感应电压常数设定值K_e*、所述电动机电阻r*、所述d轴电感值L_d*、所述q轴电感值L_q*以及所述第一转速ω_c-1确定所述轴误差Δθ。 

可选的，所述轴误差Δθ，具体通过如下公式确定： 

$\mathrm{\Δ\θ}=\frac{V_d^{*}-r^{*}{I}_d+L_q^{*}{\mathrm{\ω}}_{c-1}{I}_q}{[K_e^{*}+(L_d^{*}-L_q^{*})I_d]{\mathrm{\ω}}_{c-1}};$ 或 

所述轴误差Δθ，具体通过如下公式确定： 

$\mathrm{\Δ\θ}=\arcsin \left(\frac{V_d*-r*I_d+L_q{\mathrm{\ω}}_{c-1}{I}_q}{\[K_e*+(L_d*-L_q*)I_d\]{\mathrm{\ω}}_{c-1}}\right);$ 或 

所述轴误差Δθ，具体通过如下公式确定： 

$\mathrm{\Δ\θ}=\sqrt{(\frac{2[K_e^{*}+(L_d^{*}-L_q^{*})I_d]{\mathrm{\ω}}_{c-1}}{V_q^{*}-r^{*}{I}_q-L_q^{*}{\mathrm{\ω}}_{c-1}{I}_d}-2)}\·\frac{V_d*-r*I_d+L_q*{\mathrm{\ω}}_{c-1}{I}_q}{|V_d*-r*I_d+L_q*{\mathrm{\ω}}_{c-1}{I}_q|}\text{.}$

可选的，所述d轴电流值I_d为d轴电流指令值或d轴电流检测值；所述q轴电流值I_q为q轴电流指令值和q轴电流检测值。 

可选的，所述电流确定单元，具体包括： 

电流检测子单元，用于检测所述永磁电动机的相电流； 

坐标变换子单元，连接于所述电流检测子单元，用于将所述相电流转换为所述d轴电流值I_d或所述q轴电流值I_q。 

可选的，所述位置检测单元，具体包括： 

速度推定子单元，连接于所述轴误差检测单元，用于基于所述轴误差Δθ确定出所述永磁电动机的转子的在所述T1时刻的实际转速ω_c； 

相位推定子单元，连接于所述速度推定子单元，用于基于所述实际转速ω_c确定所述位置θ_c。 

可选的，所述无位置传感器还包括： 

矢量控制及PWM波控制单元，连接于所述位置检测单元，用于基于所述位置θ_c产生PWM波，进而基于所述PWM波控制所述转子的转速由第一转速值调整至第二转速值。 

另一方面，本申请通过另一实施例提供如下技术方案： 

一种位置检测方法，所述方法应用于一永磁电动机中，所述方法包括： 

确定所述永磁电动机T1时刻的q轴电流值I_q； 

至少基于所述q轴电流值I_q、所述永磁电动机的感应电压常数设定值K_e*以及所述永磁电动机的q轴电感值L_q*确定所述永磁电动机在所述T1时刻的轴误差Δθ； 

基于所述轴误差Δθ确定出所述永磁电动机的转子的在所述T1时刻的位置θ_c。 

可选的，所述至少基于所述q轴电流值I_q、所述永磁电动机的感应电压常数设定值K_e*以及所述永磁电动机的q轴电感值L_q*确定所述永磁电动机在所述T1时刻的轴误差Δθ，具体为： 

至少基于所述q轴电流值I_q、所述永磁电动机的d轴电压指令值V_d*、所述感应电压常数设定值K_e*、所述q轴电感值L_q*以及所述永磁电动机的第一转速ω_c-1确定所述轴误差Δθ；或 

至少基于所述永磁电动机的d轴电流值I_d、所述q轴电流值I_q、所述永磁 电动机的q轴电压指令值V_q*、所述永磁电动机的d轴电压指令值V_d*、所述感应电压常数设定值K_e*、所述q轴电感值L_q*以及所述第一转速ω_c-1确定所述轴误差Δθ。 

可选的，所述轴误差Δθ，具体通过如下公式确定： 

$\mathrm{\Δ\θ}=\frac{V_d^{*}+L_q^{*}{\mathrm{\ω}}_{c-1}{I}_q}{K_e*{\mathrm{\ω}}_{c-1}};$ 或 

所述轴误差Δθ，具体通过如下公式确定： 

$\mathrm{\Δ\θ}=\arcsin \left(\frac{V_d*+L_q{\mathrm{\ω}}_{c-1}{I}_q}{K_e*{\mathrm{\ω}}_{c-1}}\right);$ 或 

所述轴误差Δθ，具体通过如下公式确定： 

$\mathrm{\Δ\θ}=\sqrt{(\frac{2K_e^{*}{\mathrm{\ω}}_{c-1}}{V_q^{*}-L_q^{*}{\mathrm{\ω}}_{c-1}{I}_d}-2)}\·\frac{V_d*+L_q*{\mathrm{\ω}}_{c-1}{I}_q}{|V_d*+L_q*{\mathrm{\ω}}_{c-1}{I}_q|}.$

可选的，所述至少基于所述q轴电流值I_q、所述永磁电动机的感应电压常数设定值K_e*以及所述永磁电动机的q轴电感值L_q*确定所述永磁电动机在所述T1时刻的轴误差Δθ，具体为： 

基于所述d轴电流值I_d、所述q轴电流值I_q、所述永磁电动机的d轴电压指令值V_d*、所述感应电压常数设定值K_e*、所述永磁电动机的电动机电阻r*、所述永磁电动机的d轴电感值L_d*、所述q轴电感值L_q*以及所述永磁电动机的第一转速ω_c-1确定所述轴误差Δθ;或 

基于所述d轴电流值I_d、所述q轴电流值I_q、所述永磁电动机的d轴电压指令值V_d*、所述永磁电动机的q轴电压指令值V_q*、所述感应电压常数设定值K_e*、所述电动机电阻r*、所述d轴电感值L_d*、所述q轴电感值L_q*以及所述第一转速ω_c-1确定所述轴误差Δθ。 

可选的，所述轴误差Δθ，具体通过如下公式确定： 

$\mathrm{\Δ\θ}=\frac{V_d^{*}-r^{*}{I}_d+L_q^{*}{\mathrm{\ω}}_{c-1}{I}_q}{[K_e^{*}+(L_d^{*}-L_q^{*})I_d]{\mathrm{\ω}}_{c-1}};$ 或 

所述轴误差Δθ，具体通过如下公式确定： 

$\mathrm{\Δ\θ}=\arcsin \left(\frac{V_d*-r*I_d+L_q{\mathrm{\ω}}_{c-1}{I}_q}{\[K_e*+(L_d*-L_q*)I_d\]{\mathrm{\ω}}_{c-1}}\right);$ 或 

所述轴误差Δθ，具体通过如下公式确定： 

$\mathrm{\Δ\θ}=\sqrt{(\frac{2[K_e^{*}+(L_d^{*}-L_q^{*})I_d]{\mathrm{\ω}}_{c-1}}{V_q^{*}-r^{*}{I}_q-L_q^{*}{\mathrm{\ω}}_{c-1}{I}_d}-2)}\·\frac{V_d*-r*I_d+L_q*{\mathrm{\ω}}_{c-1}{I}_q}{|V_d*-r*I_d+L_q*{\mathrm{\ω}}_{c-1}{I}_q|}\text{.}$

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点： 

由于在本申请实施例中，可以通过永磁电动机在T1时刻的q轴电流值I_q、感应电压常数设定值K_e*以及q轴电感值L_q*确定所述永磁电动机在T1时刻的轴误差Δθ，相较于现有技术而言，所采用的变量较少，故而具有有效降低电动机电流波动的技术效果，进而，能够提高电动机的输入功率。 

附图说明

图1为本申请实施例中无位置传感器控制装置的结构图； 

图2a为本申请实施例无位置传感器控制装置中轴误差估计单元的第一种估计结构示意图； 

图2b为本申请实施例无位置传感器控制装置中轴误差估计单元的第二种估计结构示意图； 

图3为本申请实施例中转子实际位置与推定的转子位置在dq坐标系下的示意图； 

图4为本申请实施例中位置检测方法的流程图。 

具体实施方式

本发明实施例提供一种无位置传感器控制装置及位置检测方法，用于解决现有技术中检测转子位置时导致的电动机的电流波动大的技术问题。 

本申请实施例中的技术方案为解决上述的技术问题，总体思路如下： 

提供一种应用于永磁电动机的无位置传感器控制装置，所述无位置传感器 控制装置包括：电流确定单元，用于确定所述永磁电动机T1时刻的q轴电流值I_q；轴误差检测单元，连接于所述电流确定单元，用于接收所述q轴电流值I_q；并且，至少基于所述q轴电流值I_q、所述永磁电动机的感应电压常数设定值K_e*以及所述永磁电动机的q轴电感值L_q*确定所述永磁电动机在所述T1时刻的轴误差Δθ；位置检测单元，连接于所述轴误差检测单元，用于基于所述轴误差Δθ确定出所述永磁电动机的转子的在所述T1时刻的位置θ_c。 

由于通过上述方案检测转子的位置θ_c时，相较于现有技术而言，所采用的变量较少，故而具有有效降低电动机电流波动的技术效果，进而，能够提高电动机的输入功率。 

为了更好的理解上述技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本发明技术方案做详细的说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本发明技术方案的详细的说明，而不是对本发明技术方案的限定，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。 

一方面，本申请实施例提供一种无位置传感器控制装置，所述位置检测装置应用于一永磁电动机中，所述永磁电动机例如为：永磁同步无刷直流电动机正弦反电势的永磁同步电机等等。 

请参考图1，所述无位置传感器控制装置包括： 

电流确定单元10，用于确定所述永磁电动机T1时刻的q轴电流值I_q； 

轴误差检测单元11，连接于所述电流确定单元，用于接收所述q轴电流值I_q；并且，至少基于所述q轴电流值I_q、所述永磁电动机的感应电压常数设定值K_e*以及所述永磁电动机的q轴电感值L_q*确定所述永磁电动机在所述T1时刻的轴误差Δθ； 

位置检测单元12，连接于所述轴误差检测单元，用于基于所述轴误差Δθ确定出所述永磁电动机的转子的在所述T1时刻的位置θ_c。 

在具体实施过程中，所述电流确定单元10除了可以确定所述所述q轴电流值I_q之外，还可以确定所述永磁电动机的d轴电流值I_d。其中，所述d轴电 流值I_d为d轴电流指令值或d轴电流检测值；所述q轴电流值I_q为q轴电流指令值和q轴电流检测值，而基于所述d轴电流值I_d和所述q轴电流值I_q的不同，所述电流确定单元10也不同，下面将分别基于这两种情况进行介绍。 

第一中，请继续参考图1，所述电流确定单元10，具体包括： 

电流检测子单元10a，用于检测所述永磁电动机的相电流； 

坐标变换子单元10b，连接于所述电流检测子单元10a，用于将所述相电流转换为所述d轴电流值I_d或所述q轴电流值I_q。 

在具体实施过程中，所述电磁检测子单元10a可以与所述永磁电动机的三相逆变桥电路13相连，然后直接可以获取所述三相逆变桥电路13的三相电流I_v、I_u和I_W，然后将这三相电流I_v、I_u和I_W通过如下公式[2]转换为α、β坐标系，其中，α坐标轴与U相重合，β坐标轴与α轴垂直，U、V、W相互差120°。 

$\left[\begin{array}{c}\mathrm{\α}\\ \mathrm{\β}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}1& 0\\ \frac{-1}{\sqrt{3}}& \frac{-2}{\sqrt{3}}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}u\\ w\end{array}\right]...\[2\]$

在将所述三相坐标转换为α、β坐标系之后，就可以将其基于以下公式[3]转换为d轴电流检测值和q轴电流检测值： 

$\left[\begin{array}{c}d\\ q\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}{\cos \mathrm{\θ}}_{c-1}& {\sin \mathrm{\θ}}_{c-1}\\ {-\sin \mathrm{\θ}}_{c-1}& {\cos \mathrm{\θ}}_{c-1}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}\mathrm{\α}\\ \mathrm{\β}\end{array}\right]...\[3\]$

其中，所述θ_c-1表示转子在上一检测周期的转子位置检测值、也可以表示转子在当前位置的位置指令值。 

在上述方案中，由于通过d轴电流检测值和q轴电流检测值确定所述轴误差Δθ，故而具有确定轴误差Δθ更加精确的技术效果。 

第二种，所述电流确定单元10，具体用于： 

直接获取所述转子的d轴电流指令值和q轴电流指令值。 

也就是说，如果所述d轴电流值I_d和所述q轴电流值I_q全都为指令值的话，那么不需要进行一个电流相位的转换过程，故而相较于第一种方式具有更加方便的效果。 

在具体实施过程中，所述轴误差检测单元11，可以采用多种方式确定所述轴误差Δθ，下面列举其中的两种进行介绍，当然在具体实施过程中，不限于两种情况。 

第一种，所述轴误差检测单元11，具体用于： 

基于所述d轴电流值I_d、所述q轴电流值I_q、所述永磁电动机的d轴电压指令值V_d*、所述感应电压常数设定值K_e*、所述永磁电动机的电动机电阻r*、所述永磁电动机的d轴电感值L_d*、所述q轴电感值L_q*以及所述永磁电动机的第一转速ω_c-1确定所述轴误差Δθ。 

在这种情况下，所述轴误差检测单元11具体通过如下公式确定所述轴误差Δθ： 

$\mathrm{\Δ\θ}=\frac{V_d^{*}+L_q^{*}{\mathrm{\ω}}_{c-1}{I}_q}{K_e*{\mathrm{\ω}}_{c-1}}...\left[4\right]$

其中，所述第一转速ω_c-1为所述永磁电动机在所述T1时刻之前的T2时刻所对应的实际转速。 

进而，所述轴误差检测单元包含如图2a所示的轴误差估计结构。 

或者，所述轴误差所述轴误差Δθ，还可以通过如下公式确定： 

$\mathrm{\Δ\θ}=\arcsin \left(\frac{V_d*+L_q{\mathrm{\ω}}_{c-1}{I}_q}{K_e*{\mathrm{\ω}}_{c-1}}\right)...\[5\]$

进一步的，为了对轴误差Δθ计算的更加准确，所述轴误差检测单元11还可以通过如下方式计算轴误差Δθ： 

基于所述d轴电流值I_d、所述q轴电流值I_q、所述永磁电动机的d轴电压指令值V_d*、所述感应电压常数设定值K_e*、所述永磁电动机的电动机电阻r*、所述永磁电动机的d轴电感值L_d*、所述q轴电感值L_q*以及所述永磁电动机的第一转速ω_c-1确定所述轴误差Δθ； 

例如，可以通过以下公式[6]或公式[7]或者其变形确定出轴误差Δθ： 

$\mathrm{\Δ\θ}=\frac{V_d^{*}-r^{*}{I}_d+L_q^{*}{\mathrm{\ω}}_{c-1}{I}_q}{[K_e^{*}+(L_d^{*}-L_q^{*})I_d]{\mathrm{\ω}}_{c-1}}...\left[6\right]$

$\mathrm{\Δ\θ}=\arcsin \left(\frac{V_d*-r*I_d+L_q{\mathrm{\ω}}_{c-1}{I}_q}{\[K_e*+(L_d*-L_q*)I_d\]{\mathrm{\ω}}_{c-1}}\right)...\[7\]$

第二种，所述轴误差检测单元11，具体用于： 

至少基于所述永磁电动机的d轴电流值I_d、所述q轴电流值I_q、所述永磁电动机的q轴电压指令值V_q*、所述永磁电动机的d轴电压指令值V_d*、所述感应电压常数设定值K_e*、所述q轴电感值L_q*以及所述第一转速ω_c-1确定所述轴误差Δθ。 

其中，所述第一转速ω_c-1为所述永磁电动机在所述T1时刻之前的T2时刻所对应的实际转速。 

在这种情况下，所述轴误差检测单元11，具体用于通过如下公式确定所述轴误差Δθ： 

$\mathrm{\Δ\θ}=\sqrt{(\frac{2K_e^{*}{\mathrm{\ω}}_{c-1}}{V_q^{*}-L_q^{*}{\mathrm{\ω}}_{c-1}{I}_d}-2)}\·\frac{V_d*+L_q*{\mathrm{\ω}}_{c-1}{I}_q}{|V_d*+L_q*{\mathrm{\ω}}_{c-1}{I}_q|}...\left[8\right]$

进而，所述轴误差检测单元包含如图2b所示的轴误差估计结构。 

进一步的，为了对轴误差Δθ达到更加精确的计算，所述轴误差检测单元11也可以通过如下公式计算轴误差Δθ： 

基于所述d轴电流值I_d、所述q轴电流值I_q、所述永磁电动机的d轴电压指令值V_d*、所述永磁电动机的q轴电压指令值V_q*、所述感应电压常数设定值K_e*、所述电动机电阻r*、所述d轴电感值L_d*、所述q轴电感值L_q*以及所述第一转速ω_c-1确定所述轴误差Δθ。 

例如，可以通过如下公式或者其变形确定出所述轴误差Δθ： 

$\mathrm{\Δ\θ}=\sqrt{(\frac{2[K_e^{*}+(L_d^{*}-L_q^{*})I_d]{\mathrm{\ω}}_{c-1}}{V_q^{*}-r^{*}{I}_q-L_q^{*}{\mathrm{\ω}}_{c-1}{I}_d}-2)}\·\frac{V_d*-r*I_d+L_q*{\mathrm{\ω}}_{c-1}{I}_q}{|V_d*-r*I_d+L_q*{\mathrm{\ω}}_{c-1}{I}_q|}...\left[9\right]$

下面，将具体介绍上述两种轴误差Δθ检测公式的的推导过程。 

永磁电动机的数学模型具体为如下公式： 

$\left(\begin{array}{c}{V}_d\\ V_q\end{array}\right)=\left(\begin{array}{cc}r+\frac{d}{\mathrm{dt}}{L}_d& -L_q\mathrm{\ω}\\ L_d\mathrm{\ω}& r+\frac{d}{\mathrm{dt}}{L}_q\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}{I}_d\\ I_q\end{array}\right)+\left(\begin{array}{c}0\\ K_e*{\mathrm{\ω}}_{c-1}\end{array}\right)...\[10\]$

其中，

表示求导运算。 

为了后续推导方便，将上述公式[10]可以经过变形获得如下公式： 

$\left(\begin{array}{c}{V}_d\\ V_q\end{array}\right)=\left(\begin{array}{cc}r+\frac{d}{\mathrm{dt}}{L}_d& -L_q\mathrm{\ω}\\ L_q\mathrm{\ω}& r+\frac{d}{\mathrm{dt}}{L}_d\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}{I}_d\\ I_q\end{array}\right)+\left(\begin{array}{c}0\\ K_e*{\mathrm{\ω}}_{c-1}+(L_d-L_q)I_d{\mathrm{\ω}}_{c-1}-\frac{d}{\mathrm{dt}}\[(L_d-L_q)I_q\]\end{array}\right)...\[11\]$

请参考图3，可以先建立转子实际位置θ_c与转子的推定位置θ_c*在dq坐标系下的示意图，其中横坐标为d轴，与转子的d轴方向一致；纵坐标为q轴，与d轴垂直；d/q轴随着转子的转动而转动，其中，理论计算推定的当前转子的位置横坐标d*轴与d轴的实际位置有误差，也就是轴误差Δθ，而dq坐标系下会有如下所示的旋转坐标变换公式： 

$\left(\begin{array}{c}d\\ q\end{array}\right)=\left(\begin{array}{cc}\cos \mathrm{\Δ\θ}& -\sin \mathrm{\Δ\θ}\\ +\sin \mathrm{\Δ\θ}& \cos \mathrm{\Δ\θ}\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}d*\\ q*\end{array}\right)...\[12\]$

进而基于上述旋转坐标变换公式可以确定如下公式： 

$\left(\begin{array}{c}{V}_d\\ V_q\end{array}\right)=\left(\begin{array}{cc}\cos \mathrm{\Δ\θ}& -\sin \mathrm{\Δ\θ}\\ +\sin \mathrm{\Δ\θ}& \cos \mathrm{\Δ\θ}\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}{V}_d*\\ V_q*\end{array}\right)...\[13\]$

$\left(\begin{array}{c}{I}_d\\ I_q\end{array}\right)=\left(\begin{array}{cc}\cos \mathrm{\Δ\θ}& -\sin \mathrm{\Δ\θ}\\ +\sin \mathrm{\Δ\θ}& \cos \mathrm{\Δ\θ}\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}{I}_d*\\ I_q*\end{array}\right)...\[14\]$

将上述公式[10]和公式[11]代入公式[8]，就可以得到如下计算公式： 

$\left(\begin{array}{cc}\cos \mathrm{\Δ\θ}& -\sin \mathrm{\Δ\θ}\\ \sin \mathrm{\Δ\θ}& \cos \mathrm{\Δ\θ}\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}{V}_d*\\ V_q*\end{array}\right)=\left(\begin{array}{cc}r+\frac{d}{\mathrm{dt}}{L}_d& -L_q{\mathrm{\ω}}_{c-1}\\ L_q{\mathrm{\ω}}_{c-1}& r+\frac{d}{\mathrm{dt}}{L}_d\end{array}\right)\left(\begin{array}{cc}\cos \mathrm{\Δ\θ}& -\sin \mathrm{\Δ\θ}\\ \sin \mathrm{\Δ\θ}& \cos \mathrm{\Δ\θ}\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}{I}_d*\\ I_q*\end{array}\right)+\left(\begin{array}{c}0\\ E_{\mathrm{lx}}\end{array}\right)...\[15\]$

其中，E_1x可以表示公式[16]的计算结果，由于太长，为了书写方便，故而用E_1x表示。 

$E_{\mathrm{lx}}=K_e*{\mathrm{\ω}}_{c-1}+(L_d-L_q)\left((I_d*\cos \mathrm{\Δ\θ}-I_q*\sin \mathrm{\Δ\θ})\right){\mathrm{\ω}}_{c-1}-\frac{d}{\mathrm{dt}}\[(L_d-L_q)(I_d*\sin \mathrm{\Δ\θ}+I_q*\cos \mathrm{\Δ\θ})\]...\[16\]$

对上述公式[15]可以进行如下的公式变换运算： 

$\left(\begin{array}{c}{V}_d*\\ V_q*\end{array}\right)={\left(\begin{array}{cc}\cos \mathrm{\Δ\θ}& -\sin \mathrm{\Δ\θ}\\ \sin \mathrm{\Δ\θ}& \cos \mathrm{\Δ\θ}\end{array}\right)}^{-1}\left(\begin{array}{cc}r+\frac{d}{\mathrm{dt}}{L}_d& -L_q{\mathrm{\ω}}_{c-1}\\ L_q{\mathrm{\ω}}_{c-1}& r+\frac{d}{\mathrm{dt}}{L}_d\end{array}\right)\left(\begin{array}{cc}\cos \mathrm{\Δ\θ}& -\sin \mathrm{\Δ\θ}\\ \sin \mathrm{\Δ\θ}& \cos \mathrm{\Δ\θ}\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}{I}_d*\\ I_q*\end{array}\right)+{\left(\begin{array}{cc}\cos \mathrm{\Δ\θ}& -\sin \mathrm{\Δ\θ}\\ \sin \mathrm{\Δ\θ}& \cos \mathrm{\Δ\θ}\end{array}\right)}^{-1}\left(\begin{array}{c}0\\ E_{1x}\end{array}\right)$

$=\left(\begin{array}{cc}\cos \mathrm{\Δ\θ}& +\sin \mathrm{\Δ\θ}\\ -\sin \mathrm{\Δ\θ}& \cos \mathrm{\Δ\θ}\end{array}\right)\left(\begin{array}{cc}r+\frac{d}{\mathrm{dt}}{L}_d& -L_q{\mathrm{\ω}}_{c-1}\\ L_q{\mathrm{\ω}}_{c-1}& r+\frac{d}{\mathrm{dt}}{L}_d\end{array}\right)\left(\begin{array}{cc}\cos \mathrm{\Δ\θ}& -\sin \mathrm{\Δ\θ}\\ \sin \mathrm{\Δ\θ}& \cos \mathrm{\Δ\θ}\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}{I}_d*\\ I_q*\end{array}\right)+\left(\begin{array}{cc}\cos \mathrm{\Δ\θ}& +\sin \mathrm{\Δ\θ}\\ -\sin \mathrm{\Δ\θ}& \cos \mathrm{\Δ\θ}\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}0\\ E_{\mathrm{lx}}\end{array}\right)$

$=\left(\begin{array}{cc}{a}_{11}& a_{12}\\ a_{21}& a_{22}\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}{I}_d*\\ I_q*\end{array}\right)+E_{\mathrm{lx}}\left(\begin{array}{c}\sin \mathrm{\Δ\θ}\\ \cos \mathrm{\Δ\θ}\end{array}\right)...\left[17\right]$

下面的公式[18]、[19]、[20]、[21]将分别介绍a₁₁、a₁₂、a₂₁及a₂₂的推导过程： 

$a_{11}=\[\cos \mathrm{\Δ\θ}(r+\frac{d}{\mathrm{dt}}{L}_d)+\sin \mathrm{\Δ\θ}{L}_q{\mathrm{\ω}}_{c-1}\]\cos \mathrm{\Δ\θ}+\[\cos \mathrm{\Δ\θ}(-L_q{\mathrm{\ω}}_{c-1})+\sin \mathrm{\Δ\θ}(r+\frac{d}{\mathrm{dt}}{L}_d)\]\sin \mathrm{\Δ\θ}$

$=r{\cos }^2\mathrm{\Δ\θ}+\cos \mathrm{\Δ\θ}\left(\frac{d}{\mathrm{dt}}{L}_d\cos \mathrm{\Δ\θ}\right)+L_q\mathrm{\ω}\sin \mathrm{\Δ\θ}\cos \mathrm{\Δ\θ}-L_q{\mathrm{\ω}}_{c-1}\sin \mathrm{\Δ\θ}\cos \mathrm{\Δ\θ}+{r\sin }^2\mathrm{\Δ\θ}$

$+\sin \mathrm{\Δ\θ}\left(\frac{d}{\mathrm{dt}}{L}_d\sin \mathrm{\Δ\θ}\right)$

$=r+\cos \mathrm{\Δ\θ}(\cos \mathrm{\Δ\θ}\frac{{\mathrm{dL}}_d}{\mathrm{dt}}-L_d\sin \mathrm{\Δ\θ}\frac{\mathrm{d\Δ\θ}}{\mathrm{dt}})+\sin \mathrm{\Δ\θ}(\sin \mathrm{\Δ\θ}\frac{{\mathrm{dL}}_d}{\mathrm{dt}}+L_d\cos \mathrm{\Δ\θ}\frac{\mathrm{d\Δ\θ}}{\mathrm{dt}})$

$=r+\frac{{\mathrm{dL}}_d}{\mathrm{dt}}...\[18\]$

$a_{12}=\[\cos \mathrm{\Δ\θ}(r+\frac{d}{\mathrm{dt}}{L}_d)+\sin \mathrm{\Δ\θ}{L}_q{\mathrm{\ω}}_{c-1}\](-\sin \mathrm{\Δ\θ})+\[\cos \mathrm{\Δ\θ}(-L_q{\mathrm{\ω}}_{c-1})+\sin \mathrm{\Δ\θ}(r+\frac{d}{\mathrm{dt}}{L}_d)\]\cos \mathrm{\Δ\θ}$

$=\cos \mathrm{\Δ\θ}(r+\frac{d}{\mathrm{dt}}{L}_d)(-\sin \mathrm{\Δ\θ})-{\sin }^2\mathrm{\Δ\θ}{L}_q{\mathrm{\ω}}_{c-1}+{\cos }^2\mathrm{\Δ\θ}(-L_q\mathrm{\ω})+\sin \mathrm{\Δ\θ}(r+\frac{d}{\mathrm{dt}}{L}_d)\cos \mathrm{\Δ\θ}$

$=-L_q{\mathrm{\ω}}_{c-1}-\cos \mathrm{\Δ\θ}\left(\frac{d}{\mathrm{dt}}{L}_d\sin \mathrm{\Δ\θ}\right)+\sin \mathrm{\Δ\θ}\left(\frac{d}{\mathrm{dt}}{L}_d\cos \mathrm{\Δ\θ}\right)$

$=-L_q{\mathrm{\ω}}_{c-1}-\cos \mathrm{\Δ\θ}(\sin \mathrm{\Δ\θ}\frac{{\mathrm{dL}}_d}{\mathrm{dt}}+L_d\cos \mathrm{\Δ\θ}\frac{\mathrm{d\Δ\θ}}{\mathrm{dt}})+\sin \mathrm{\Δ\θ}(\cos \mathrm{\Δ\θ}\frac{{\mathrm{dL}}_d}{\mathrm{dt}}-L_d\sin \mathrm{\Δ\θ}\frac{\mathrm{d\Δ\θ}}{\mathrm{dt}})$

$=-L_q{\mathrm{\ω}}_{c-1}-L_d\frac{\mathrm{d\Δ\θ}}{\mathrm{dt}}...\[19\]$

$a_{21}=\[-\sin \mathrm{\Δ\θ}(r+\frac{d}{\mathrm{dt}}{L}_d)+\cos \mathrm{\Δ\θ}{L}_q{\mathrm{\ω}}_{c-1}\]\left(\cos \mathrm{\Δ\θ}\right)+\[\sin \mathrm{\Δ\θ}{L}_q{\mathrm{\ω}}_{c-1}+\cos \mathrm{\Δ\θ}(r+\frac{d}{\mathrm{dt}}{L}_d)\]\sin \mathrm{\Δ\θ}$

$=-r\sin \mathrm{\Δ\θ}\cos \mathrm{\Δ\θ}-\sin \mathrm{\Δ\θ}\frac{d}{\mathrm{dt}}\left(L_d\cos \mathrm{\Δ\θ}\right)+L_q\mathrm{\ω}{\cos }^2\mathrm{\Δ\θ}+L_q{\mathrm{\ω}}_{c-1}{\sin }^2\mathrm{\Δ\θ}+r\sin \mathrm{\Δ\θ}\cos \mathrm{\Δ\θ}+\cos \mathrm{\Δ\θ}\frac{d}{\mathrm{dt}}\left(L_d\sin \mathrm{\Δ\θ}\right)$

$=-\sin \mathrm{\Δ\θ}(\cos \mathrm{\Δ\θ}\frac{{\mathrm{dL}}_d}{\mathrm{dt}}-L_d\sin \mathrm{\Δ\θ}\frac{\mathrm{d\Δ\θ}}{\mathrm{dt}})+L_q{\mathrm{\ω}}_{c-1}+\cos \mathrm{\Δ\θ}(\sin \mathrm{\Δ\θ}\frac{{\mathrm{dL}}_d}{\mathrm{dt}}+L_d\cos \mathrm{\Δ\θ}\frac{\mathrm{d\Δ\θ}}{\mathrm{dt}})$

$=L_q{\mathrm{\ω}}_{c-1}+L_d\frac{\mathrm{d\Δ\θ}}{\mathrm{dt}}...\left[20\right]$

$a_{22}=[-\sin \mathrm{\Δ\θ}(r+\frac{d}{\mathrm{dt}}{L}_d)+\cos \mathrm{\Δ\θ}{L}_q{\mathrm{\ω}}_{c-1}](-\sin \mathrm{\Δ\θ})+[\sin \mathrm{\Δ\θ}{L}_q{\mathrm{\ω}}_{c-1}+\cos \mathrm{\Δ\θ}(r+\frac{d}{\mathrm{dt}}{L}_d)]\cos \mathrm{\Δ\θ}$ $=r{\sin }^2\mathrm{\Δ\θ}+\sin \mathrm{\Δ\θ}\frac{d}{\mathrm{dt}}\left(L_d\sin \mathrm{\Δ\θ}\right)-L_q\mathrm{\ω}\sin \mathrm{\Δ\θ}\cos \mathrm{\Δ\θ}+L_q{\mathrm{\ω}}_{c-1}\sin \mathrm{\Δ\θ}\cos \mathrm{\Δ\θ}+r{\cos }^2\mathrm{\Δ\θ}+\cos \mathrm{\Δ\θ}\frac{d}{\mathrm{dt}}\left(L_d\cos \mathrm{\Δ\θ}\right)$

$=r+\sin \mathrm{\Δ\θ}(\sin \mathrm{\Δ\θ}\frac{{\mathrm{dL}}_d}{\mathrm{dt}}+L_d\cos \mathrm{\Δ\θ}\frac{\mathrm{d\Δ\θ}}{\mathrm{dt}})+\cos \mathrm{\Δ\θ}(\cos \mathrm{\Δ\θ}\frac{{\mathrm{dL}}_d}{\mathrm{dt}}-L_d\sin \mathrm{\Δ\θ}\frac{\mathrm{d\Δ\θ}}{\mathrm{dt}})$

$=r+\frac{{\mathrm{dL}}_d}{\mathrm{dt}}...\left[21\right]$

将上述公式[18]-[21]代入公式[17]进而可以将公式[17]化简为如下公式： 

$\left(\begin{array}{c}{V}_d*\\ V_q*\end{array}\right)=\left(\begin{array}{cc}r+\frac{{\mathrm{dL}}_d}{\mathrm{dt}}& -L_q{\mathrm{\ω}}_{c-1}-L_d\frac{\mathrm{d\Δ\θ}}{\mathrm{dt}}\\ L_q{\mathrm{\ω}}_{c-1}+L_d\frac{\mathrm{d\Δ\θ}}{\mathrm{dt}}& r+\frac{{\mathrm{dL}}_d}{\mathrm{dt}}\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}{I}_d*\\ I_q*\end{array}\right)+E_{\mathrm{lx}}\left(\begin{array}{c}\sin \mathrm{\Δ\θ}\\ \cos \mathrm{\Δ\θ}\end{array}\right)...\[22\]$

由于在稳定状态下，

故而上述公式[22]可以进一步的的化简为如下公式： 

$\left(\begin{array}{c}{V}_d*\\ V_q*\end{array}\right)=\left(\begin{array}{cc}r& -L_q{\mathrm{\ω}}_{c-1}\\ L_q{\mathrm{\ω}}_{c-1}& r\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}{I}_d*\\ I_q*\end{array}\right)+E_{\mathrm{lx}}\left(\begin{array}{c}\sin \mathrm{\Δ\θ}\\ \cos \mathrm{\Δ\θ}\end{array}\right)...\[23\]$

进一步的，在稳定状态下，加上控制程序控制的目的是使q*与q轴重合，使d*与d重合，故而在这种情况下，Δθ→0，sinΔθ≈0，cosΔθ≈1，将上述值代入公式[16]，并且由于

进而可以将公式[16]化简为： 

$E_{\mathrm{lx}}\≈K_e*{\mathrm{\ω}}_{c-1}+(L_d-L_q)I_d*\mathrm{\ω}...\[24\]$

将上述公式[24]中的E_1x代入公式[23]，进而可以推导出如下计算公式： 

$\sin \mathrm{\Δ\θ}=\frac{V_d*-r{I}_d*+L_q{\mathrm{\ω}}_{c-1}{I}_q*}{\[K_e*+(L_d-L_q)I_d*\]{\mathrm{\ω}}_{c-1}}...\[25\]$

$\sec \mathrm{\Δ\θ}=\frac{1}{\cos \mathrm{\Δ\θ}}=\frac{\[K_e*+(L_d-L_q)I_d\]{\mathrm{\ω}}_{c-1}}{V_q*-{\mathrm{rI}}_q-L_q{\mathrm{\ω}}_{c-1}{I}_d}...\[26\]$

其中，对公式[22]取反正弦函数，进而可以确定出如公式[7]所示的轴误差Δθ计算公式。 

而sinΔθ和secΔθ存在如下泰勒展开级数： 

$\sin \mathrm{\Δ\θ}=\mathrm{\Δ\θ}-\frac{{\left(\mathrm{\Δ\θ}\right)}^3}{3!}+\frac{{\left(\mathrm{\Δ\θ}\right)}^5}{5!}+......\·\·\·\left[27\right]$

$\sec \mathrm{\Δ\θ}=1+\frac{{\left(\mathrm{\Δ\θ}\right)}^2}{2}+\frac{5{\left(\mathrm{\Δ\θ}\right)}^4}{24}+\frac{61{\left(\mathrm{\Δ\θ}\right)}^6}{720}+......\·\·\·\left[28\right]$

而如果轴误差Δθ足够小，那么可以得到如下简化公式： 

sinΔθ≈Δθ           ...................[29] 

$\sec \mathrm{\Δ\θ}=1+\frac{{\left(\mathrm{\Δ\θ}\right)}^2}{2}...\[30\]$

将上述公式[29]代入公式[25]，进而可以将公式[25]化简为公式[6]；而将公式[30]代入公式[26]，进而可以将公式[26]化简为如下公式： 

$\mathrm{\Δ\θ}=\±\sqrt{(\frac{2[K_e^{*}+(L_d^{*}-L_q^{*})I_d]{\mathrm{\ω}}_{c-1}}{V_q^{*}-r^{*}{I}_q-L_q^{*}{\mathrm{\ω}}_{c-1}{I}_d}-2)}...\left[31\right]$

其中，由于公式[25]的分母中，I_d*一般较小，而L_d与L_q之差也接近于零，故而(L_d-L_q)I_d*的值也接近于零，而K_e*的值为较大的正数，由此可见公式[25]的分母为正数，故而Δθ的正负可以由公式[25]的分子决定，因而，可以从公式【27】，可以得到(Δθ)²＝2secΔθ-2，两边开平方后，然后乘以如公式[32]所示的公式[25]的分子的正负值，进而获得公式[9]。 

$\frac{V_d*-{\mathrm{rI}}_d+L_d*{\mathrm{\ω}}_{c-1}{I}_q}{|V_d*-{\mathrm{rI}}_d+L_q*{\mathrm{\ω}}_{c-1}{I}_q|}...\[32\]$

另外，在具体实施过程中，由于r^*I_d的值为一较小值，

与差别不大，故而其差值也可以约等于0，进而可以基于此，将公式[6]进一步简化为如下公式[4]，而将公式[7]简化为公式[5]，将公式[9]简化为公式[8]。 

采用上述公式[4]、公式[5]或公式[8]计算轴误差Δθ由于其忽略微小项，所采用的参量较少，故而能够提高计算轴误差的速率，进而提高确定转子实际位置的速率，达到提高对转子进行控制的效率的技术效果；而如果采用上述公式[6]、[7]或[9]计算轴误差，由于计算轴误差采用的参量相对于公式[4]、公式[5]或公式[8]较多，故而具有计算轴误差更加精确的技术效果，从而提高对转子位置确定的精确度。 

另外，在具体实施过程中，由于sin(2Δθ)＝2(sinΔθ)(cosΔθ)；故而 

在Δθ→0时，2Δθ→0，在这种情况下，可以得出如下的轴误差Δθ的计算公式： 

Δθ=sinΔθ·cosΔθ                       …………………[33] 

将公式[22]和公式[23]代入上述公式[31]则可以确定如下的轴误差Δθ计算公式： 

$\mathrm{\Δ\θ}=\frac{(V_d*-r{I}_d*+L_q{\mathrm{\ω}}_{c-1}{I}_q*)\·(V_q*-r{I}_q*-L_q{\mathrm{\ω}}_{c-1}{I}_d*)}{{\left(\right[K_e*(L_d-L_q)I_d*\left]{\mathrm{\ω}}_{c-1}\right)}^2}...\left[34\right]$

在具体实施过程中，可以采用sinΔθ与secΔθ的多种组合方式确定所述轴误差Δθ，不限于前面所列举的公式，对此本申请实施例不再赘述，并且不作限制。 

在具体实施过程中，请继续参考图1，所述位置检测单元12，具体包括： 

速度推定子单元12a，连接于所述轴误差检测单元11，用于基于所述轴误差Δθ确定出所述永磁电动机的转子的在所述T1时刻的实际转速ω_c； 

相位推定子单元12b，连接于所述速度推定子单元12a，用于基于所述实际转速ω_c确定所述位置θ_c。 

在具体实施过程中，所述速度推定子单元12a可以将轴误差指定值Δθ*设置为0，计算值设置为Δθ，进而计算调节的输入值为（0-Δθ），也即是：-Δθ，作为一积分运算的输入端，所述积分运算的输出端即为所述实际转速ω_c，在具体实施过程中，还可以采用其它方式确定所述实际转速ω_c，比如：PID调节 （Proportional-Integral-Derivative：比例积分微分调节）中的任意调节方式或者其任意组合的调节方式，本申请实施例不作限制。 

在具体实施过程中，所述相位推定子单元12b可以通过如下公式[33]确定所述位置θ_c： 

θ_c＝θ_c-1+ω_c·t                    ………………………………[35] 

其中，θ_c-1表示上一个检测周期所确定的转子的实际位置，t表示一个检测周期，也就是上一次确定转子实际位置θ_c-1与当前时刻确定转子实际位置θ_c的时间间隔，所述t可以为任意值，比如：1ms、2ms等等。 

在具体实施过程中，可以依次取c为1至N的任意整数，每隔预设时间间隔检测所述d轴电流值和q轴电流值，进而循环检测所述转子实际位置θ_c，以实施检测所述转子实际位置θ_c，并基于所述转子实际位置θ_c对所述永磁电动机的其它参数进行调整，以提高所述永磁电动机的工作效率。 

在具体实施过程中，请继续参考图1，所述无位置传感器还包括： 

矢量控制及PWM波控制单元14，连接于所述位置检测单元12，用于基于所述位置θ_c产生PWM波，进而基于所述PWM波控制所述转子的转速由第一转速值调整至第二转速值。 

在具体实施过程中，所述矢量控制及PWM波控制单元14可以给所述轴误差检测12提供给定电压V_d*；并且所述矢量控制及PWM波控制单元14连接于所述三相逆变桥电路13，所述矢量控制及PWM波控制单元14可以通过所述实际转速ω_c与给定的转速ω*、转子实际位置θ_c以及d轴电流检测值I_d、q轴电流检测值I_q确定d轴电压指令值V_d*和q轴电压指令值V_q*，然后将其转换为U\V\W坐标下的V_u、V_v和V_w，由于V_u、V_v和V_w大小是随着时间变化的，所述其对应的PWM波占空比是随着时间变化的，PWM波控制三相逆变桥电路13上下桥背的开通和关断，从而控制输入电机定子的三相电流电压随时间变化，定子产生的磁通跟着变化，电机的转速就随着变化。 

另一方面，基于同一发明构思，本申请实施例提供一种位置检测方法，所 述位置检测方法应用于永磁电动机中，请参考图4，所述方法具体包括如下步骤： 

步骤S401：确定所述永磁电动机T1时刻的q轴电流值I_q； 

步骤S402：至少基于所述q轴电流值I_q、所述永磁电动机的感应电压常数设定值K_e*以及所述永磁电动机的q轴电感值L_q*确定所述永磁电动机在所述T1时刻的轴误差Δθ； 

步骤S403：基于所述轴误差Δθ确定出所述永磁电动机的转子的在所述T1时刻的位置θ_c。 

其中，步骤S401中，所述确定所述永磁电动机在T1时刻的d轴电流值I_d以及所述永磁电动机在所述T1时刻的q轴电流值I_q，具体包括： 

检测所述永磁电动机的相电流； 

将所述相电流转换为所述d轴电流值I_d或所述q轴电流值I_q。 

其中，步骤S402中，所述至少基于所述q轴电流值I_q、所述永磁电动机的感应电压常数设定值K_e*以及所述永磁电动机的q轴电感值L_q*确定所述永磁电动机在所述T1时刻的轴误差Δθ，可以分为多种计算方式，下面列举其中的两种进行介绍，当然，在具体实施过程中，不限于以下两种方式。 

第一种，所述至少基于所述q轴电流值I_q、所述永磁电动机的感应电压常数设定值K_e*以及所述永磁电动机的q轴电感值L_q*确定所述永磁电动机在所述T1时刻的轴误差Δθ，具体为： 

至少基于所述q轴电流值I_q、所述永磁电动机的d轴电压指令值V_d*、所述感应电压常数设定值K_e*、所述q轴电感值L_q*以及所述永磁电动机的第一转速ω_c-1确定所述轴误差Δθ。 

在这种情况下，所述轴误差Δθ，具体通过如下公式确定： 

$\mathrm{\Δ\θ}=\frac{V_d^{*}+L_q^{*}{\mathrm{\ω}}_{c-1}{I}_q}{K_e^{*}{\mathrm{\ω}}_{c-1}}...\left[4\right]$

或者所述轴误差Δθ，具体通过如下公式确定： 

$\mathrm{\Δ\θ}=\mathrm{aic}\sin \left(\frac{V_d*+L_q{\mathrm{\ω}}_{c-1}{I}_q}{K_e*{\mathrm{\ω}}_{c-1}}\right)...\[5\]$

在具体实施过程中，为了提高计算轴误差Δθ的精度，所述至少基于所述q轴电流值I_q、所述永磁电动机的感应电压常数设定值K_e*以及所述永磁电动机的q轴电感值L_q*确定所述永磁电动机在所述T1时刻的轴误差Δθ，具体为： 

基于所述d轴电流值I_d、所述q轴电流值I_q、所述永磁电动机的d轴电压指令值V_d*、所述感应电压常数设定值K_e*、所述永磁电动机的电动机电阻r*、所述永磁电动机的d轴电感值L_d*、所述q轴电感值L_q*以及所述永磁电动机的第一转速ω_c-1确定所述轴误差Δθ。 

例如，通过如下公式确定轴误差Δθ： 

$\mathrm{\Δ\θ}=\frac{V_d^{*}-r^{*}{I}_d+L_q^{*}{\mathrm{\ω}}_{c-1}{I}_q}{[K_e^{*}+(L_d^{*}-L_q^{*})I_d]{\mathrm{\ω}}_{c-1}}...\left[6\right]$

$\mathrm{\Δ\θ}=\arcsin \left(\frac{V_d*-r*I_d+L_q{\mathrm{\ω}}_{c-1}{I}_q}{\[K_e*+(L_d*-L_q*)I_d\]{\mathrm{\ω}}_{c-1}}\right)...\[7\]$

第二种，所述至少基于所述q轴电流值I_q、所述永磁电动机的感应电压常数设定值K_e*以及所述永磁电动机的q轴电感值L_q*确定所述永磁电动机在所述T1时刻的轴误差Δθ，具体为： 

至少基于所述永磁电动机的d轴电流值I_d、所述q轴电流值I_q、所述永磁电动机的q轴电压指令值V_q*、所述永磁电动机的d轴电压指令值V_d*、所述感应电压常数设定值K_e*、所述q轴电感值L_q*以及所述第一转速ω_c-1确定所述轴误差Δθ。 

在这种情况下，所述轴误差Δθ，具体通过如下公式确定： 

$\mathrm{\Δ\θ}=\sqrt{(\frac{2[K_e^{*}+(L_d^{*}-L_q^{*})I_d]{\mathrm{\ω}}_{c-1}}{V_q^{*}-r^{*}{I}_q-L_q^{*}{\mathrm{\ω}}_{c-1}{I}_d}-2)}\·\frac{V_d*-r*I_d+L_q*{\mathrm{\ω}}_{c-1}{I}_q}{|V_d*-r*I_d+L_q*{\mathrm{\ω}}_{c-1}{I}_q|}...\left[8\right]$

在具体实施过程中，为了提高计算轴误差Δθ的精度，所述至少基于所述q轴电流值I_q、所述永磁电动机的感应电压常数设定值K_e*以及所述永磁电动机的q轴电感值L_q*确定所述永磁电动机在所述T1时刻的轴误差Δθ，具体为： 

基于所述d轴电流值I_d、所述q轴电流值I_q、所述永磁电动机的d轴电压指令值V_d*、所述永磁电动机的q轴电压指令值V_q*、所述感应电压常数设定值K_e*、所述电动机电阻r*、所述d轴电感值L_d*、所述q轴电感值L_q*以及所述第一转速ω_c-1确定所述轴误差Δθ。 

例如，通过如下公式确定所述轴误差Δθ： 

$\mathrm{\Δ\θ}=\sqrt{(\frac{2[K_e^{*}+(L_d^{*}-L_q^{*})I_d]{\mathrm{\ω}}_{c-1}}{V_q^{*}-r^{*}{I}_q-L_q^{*}{\mathrm{\ω}}_{c-1}{I}_d}-2)}\·\frac{V_d*-r*I_d+L_q*{\mathrm{\ω}}_{c-1}{I}_q}{|V_d*-r*I_d+L_q*{\mathrm{\ω}}_{c-1}{I}_q|}...\left[9\right]$

其中，步骤S403中，所述基于所述轴误差Δθ确定出所述永磁电动机的转子的在所述T1时刻的位置θ_c，具体包括： 

基于所述轴误差Δθ确定出所述永磁电动机的转子的在T1时刻的实际转速ω_c； 

基于所述实际转速ω_c确定所述位置θ_c。 

由于本申请实施例所介绍的位置检测方法为通过所本申请实施例所介绍的无位置传感器控制装置检测转子位置所采用的方法，故而基于本申请实施例中所介绍的无位置传感器控制装置本领域所属技术人员能够了解本申请实施例所介绍的位置检测方法的详细实现过程，故而在此不再详细介绍，只要使用本申请实施例所介绍的无位置传感器控制装置进行位置检测的方法，都属于本申请所欲保护的范围。 

本申请提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点： 

（1）由于在本申请实施例中，可以通过永磁电动机在T1时刻的q轴电流值I_q、感应电压常数设定值K_e*以及q轴电感值L_q*确定所述永磁电动机在T1时刻的轴误差Δθ，相较于现有技术而言，所采用的变量较少，故而具有有效降低电动机电流波动的技术效果，进而，能够提高电动机的输入功率。 

（2）由于在本申请实施例中，所述d轴电流值I_d既可以为d轴电流指令值也可以为d轴电流检测值，所述q轴电流值I_q也既可以为q轴电流指令值又可以为q轴电流检测值，故而达到了确定轴误差Δθ的方式更加多样化的技术 效果；进一步的，如果通过d轴电流检测值或q轴电流检测值确定所述轴误差Δθ，可以达到了确定轴误差Δθ更加精确的技术效果；而如果通过d轴电流指令值或q轴电流指令值确定所述轴误差Δθ，由于不需要进行一个相位转换的过程，故而具有操作更加方便的技术效果。 

（3）由于在本申请实施例中，在确定转子的位置θ_c之后，可以通过该位置θ_c产生对应的PWM波，进而通过所述PWM波对转子的转速进行控制，从而能够达到节省能耗的技术效果。 

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。 

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。 

Claims (14)

1.一种无位置传感器控制装置，所述无位置传感器控制装置应用于一永磁电动机中，其特征在于，所述无位置传感器控制装置包括：

电流确定单元，用于确定所述永磁电动机T1时刻的q轴电流值I_q；

轴误差检测单元，连接于所述电流确定单元，用于接收所述q轴电流值I_q；并且，至少基于所述q轴电流值I_q、所述永磁电动机的感应电压常数设定值K_e*以及所述永磁电动机的q轴电感值L_q*确定所述永磁电动机在所述T1时刻的轴误差Δθ；

位置检测单元，连接于所述轴误差检测单元，用于基于所述轴误差Δθ确定出所述永磁电动机的转子的在所述T1时刻的位置θ_c。

2.如权利要求1所述的无位置传感器控制装置，其特征在于，所述轴误差检测单元，具体用于：

至少基于所述q轴电流值I_q、所述永磁电动机的d轴电压指令值V_d*、所述感应电压常数设定值K_e*、所述q轴电感值L_q*以及所述永磁电动机的第一转速ω_c-1确定所述轴误差Δθ；或

所述轴误差检测单元，具体用于：

至少基于所述永磁电动机的d轴电流值I_d、所述q轴电流值I_q、所述永磁电动机的q轴电压指令值V_q*、所述永磁电动机的d轴电压指令值V_d*、所述感应电压常数设定值K_e*、所述q轴电感值L_q*以及所述第一转速ω_c-1确定所述轴误差Δθ。

3.如权利要求2所述的无位置传感器控制装置，其特征在于，所述轴误差检测单元，具体用于通过如下公式确定所述轴误差Δθ：

$\mathrm{\Δ\θ}=\frac{V_d^{*}+L_q^{*}{\mathrm{\ω}}_{c-1}{I}_q}{K_e*{\mathrm{\ω}}_{c-1}};$ 或

所述轴误差检测单元，具体用于通过如下公式确定所述轴误差Δθ：

$\mathrm{\Δ\θ}=\arcsin \left(\frac{V_d*+L_q{\mathrm{\ω}}_{c-1}{I}_q}{K_e*{\mathrm{\ω}}_{c-1}}\right);$ 或

所述轴误差检测单元，具体用于通过如下公式确定所述轴误差Δθ：

$\mathrm{\Δ\θ}=\sqrt{(\frac{2K_e^{*}{\mathrm{\ω}}_{c-1}}{V_q^{*}-L_q^{*}{\mathrm{\ω}}_{c-1}{I}_d}-2)}\·\frac{V_d*+L_q*{\mathrm{\ω}}_{c-1}{I}_q}{|V_d*+L_q*{\mathrm{\ω}}_{c-1}{I}_q|}.$

4.如权利要求2所述的无位置传感器控制装置，其特征在于，所述轴误差检测单元，具体用于：基于所述d轴电流值I_d、所述q轴电流值I_q、所述永磁电动机的d轴电压指令值V_d*、所述感应电压常数设定值K_e*、所述永磁电动机的电动机电阻r*、所述永磁电动机的d轴电感值L_d*、所述q轴电感值L_q*以及所述永磁电动机的第一转速ω_c-1确定所述轴误差Δθ;或

基于所述d轴电流值I_d、所述q轴电流值I_q、所述永磁电动机的d轴电压指令值V_d*、所述永磁电动机的q轴电压指令值V_q*、所述感应电压常数设定值K_e*、所述电动机电阻r*、所述d轴电感值L_d*、所述q轴电感值L_q*以及所述第一转速ω_c-1确定所述轴误差Δθ。

5.如权利要求4所述的无位置传感器控制装置，其特征在于，所述轴误差Δθ，具体通过如下公式确定：

$\mathrm{\Δ\θ}=\frac{V_d^{*}-r^{*}{I}_d+L_q^{*}{\mathrm{\ω}}_{c-1}{I}_q}{[K_e^{*}+(L_d^{*}-L_q^{*})I_d]{\mathrm{\ω}}_{c-1}};$ 或

所述轴误差Δθ，具体通过如下公式确定：

$\mathrm{\Δ\θ}=\arcsin \left(\frac{V_d*-r*I_d+L_q{\mathrm{\ω}}_{c-1}{I}_q}{\[K_e*+(L_d*-L_q*)I_d\]{\mathrm{\ω}}_{c-1}}\right);$ 或

所述轴误差Δθ，具体通过如下公式确定：

$\mathrm{\Δ\θ}=\sqrt{(\frac{2[K_e^{*}+(L_d^{*}-L_q^{*})I_d]{\mathrm{\ω}}_{c-1}}{V_q^{*}-r^{*}{I}_q-L_q^{*}{\mathrm{\ω}}_{c-1}{I}_d}-2)}\·\frac{V_d*-r*I_d+L_q*{\mathrm{\ω}}_{c-1}{I}_q}{|V_d*-r*I_d+L_q*{\mathrm{\ω}}_{c-1}{I}_q|}\text{.}$

6.如权利要求2-5任一权项所述的无位置传感器控制装置，其特征在于，所述d轴电流值I_d为d轴电流指令值或d轴电流检测值；所述q轴电流值I_q为q轴电流指令值和q轴电流检测值。

7.如权利要求2-5任一权项所述的无位置传感器控制装置，其特征在于，所述电流确定单元，具体包括：

电流检测子单元，用于检测所述永磁电动机的相电流；

坐标变换子单元，连接于所述电流检测子单元，用于将所述相电流转换为所述d轴电流值I_d或所述q轴电流值I_q。

8.如权利要求1-5任一权项所述的无位置传感器控制装置，其特征在于，所述位置检测单元，具体包括：

速度推定子单元，连接于所述轴误差检测单元，用于基于所述轴误差Δθ确定出所述永磁电动机的转子的在所述T1时刻的实际转速ω_c；

相位推定子单元，连接于所述速度推定子单元，用于基于所述实际转速ω_c确定所述位置θ_c。

9.如权利要求1-5任一权项所述的无位置传感器控制装置，其特征在于，所述无位置传感器还包括：

矢量控制及PWM波控制单元，连接于所述位置检测单元，用于基于所述位置θ_c产生PWM波，进而基于所述PWM波控制所述转子的转速由第一转速值调整至第二转速值。

10.一种位置检测方法，所述方法应用于一永磁电动机中，其特征在于，所述方法包括：

确定所述永磁电动机T1时刻的q轴电流值I_q；

至少基于所述q轴电流值I_q、所述永磁电动机的感应电压常数设定值K_e*以及所述永磁电动机的q轴电感值L_q*确定所述永磁电动机在所述T1时刻的轴误差Δθ；

基于所述轴误差Δθ确定出所述永磁电动机的转子的在所述T1时刻的位置θ_c。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述至少基于所述q轴电流值I_q、所述永磁电动机的感应电压常数设定值K_e*以及所述永磁电动机的q轴电感值L_q*确定所述永磁电动机在所述T1时刻的轴误差Δθ，具体为：

至少基于所述q轴电流值I_q、所述永磁电动机的d轴电压指令值V_d*、所述感应电压常数设定值K_e*、所述q轴电感值L_q*以及所述永磁电动机的第一转速ω_c-1确定所述轴误差Δθ；或

至少基于所述永磁电动机的d轴电流值I_d、所述q轴电流值I_q、所述永磁电动机的q轴电压指令值V_q*、所述永磁电动机的d轴电压指令值V_d*、所述感应电压常数设定值K_e*、所述q轴电感值L_q*以及所述第一转速ω_c-1确定所述轴误差Δθ。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述轴误差Δθ，具体通过如下公式确定：

$\mathrm{\Δ\θ}=\frac{V_d^{*}+L_q^{*}{\mathrm{\ω}}_{c-1}{I}_q}{K_e*{\mathrm{\ω}}_{c-1}};$ 或

所述轴误差Δθ，具体通过如下公式确定：

$\mathrm{\Δ\θ}=\arcsin \left(\frac{V_d*+L_q{\mathrm{\ω}}_{c-1}{I}_q}{K_e*{\mathrm{\ω}}_{c-1}}\right);$ 或

所述轴误差Δθ，具体通过如下公式确定：

$\mathrm{\Δ\θ}=\sqrt{(\frac{2K_e^{*}{\mathrm{\ω}}_{c-1}}{V_q^{*}-L_q^{*}{\mathrm{\ω}}_{c-1}{I}_d}-2)}\·\frac{V_d*+L_q*{\mathrm{\ω}}_{c-1}{I}_q}{|V_d*+L_q*{\mathrm{\ω}}_{c-1}{I}_q|}.$

13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述至少基于所述q轴电流值I_q、所述永磁电动机的感应电压常数设定值K_e*以及所述永磁电动机的q轴电感值L_q*确定所述永磁电动机在所述T1时刻的轴误差Δθ，具体为：

基于所述d轴电流值I_d、所述q轴电流值I_q、所述永磁电动机的d轴电压指令值V_d*、所述感应电压常数设定值K_e*、所述永磁电动机的电动机电阻r*、所述永磁电动机的d轴电感值L_d*、所述q轴电感值L_q*以及所述永磁电动机的第一转速ω_c-1确定所述轴误差Δθ;或

基于所述d轴电流值I_d、所述q轴电流值I_q、所述永磁电动机的d轴电压指令值V_d*、所述永磁电动机的q轴电压指令值V_q*、所述感应电压常数设定值K_e*、所述电动机电阻r*、所述d轴电感值L_d*、所述q轴电感值L_q*以及所述第一转速ω_c-1确定所述轴误差Δθ。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述轴误差Δθ，具体通过如下公式确定：

$\mathrm{\Δ\θ}=\frac{V_d^{*}-r^{*}{I}_d+L_q^{*}{\mathrm{\ω}}_{c-1}{I}_q}{[K_e^{*}+(L_d^{*}-L_q^{*})I_d]{\mathrm{\ω}}_{c-1}};$ 或

所述轴误差Δθ，具体通过如下公式确定：

$\mathrm{\Δ\θ}=\arcsin \left(\frac{V_d*-r*I_d+L_q{\mathrm{\ω}}_{c-1}{I}_q}{\[K_e*+(L_d*-L_q*){I_d\]\mathrm{\ω}}_{c-1}}\right);$ 或

所述轴误差Δθ，具体通过如下公式确定：

$\mathrm{\Δ\θ}=\sqrt{(\frac{2[K_e^{*}+(L_d^{*}-L_q^{*})I_d]{\mathrm{\ω}}_{c-1}}{V_q^{*}-r^{*}{I}_q-L_q^{*}{\mathrm{\ω}}_{c-1}{I}_d}-2)}\·\frac{V_d*-r*I_d+L_q*{\mathrm{\ω}}_{c-1}{I}_q}{|V_d*-r*I_d+L_q*{\mathrm{\ω}}_{c-1}{I}_q|}\text{.}$

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