CN110311599A - 永磁同步电机磁极位置的校正方法、系统、介质及设备 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种永磁同步电机磁极位置的校正方法、系统、介质及设备,该方法包括:在目标永磁同步电机的当前运算周期下,获取目标永磁同步电机的反电动势直轴分量和反电动势交轴分量;将反电动势直轴分量和反电动势交轴分量的比值设定为目标值,并对目标值进行滤波,得到目标滤波值;当目标值满足第一预设条件时,则确定目标永磁同步电机的磁极位置在当前运算周期下的第一补偿值;当目标值和目标滤波值满足第二预设条件时,则确定目标永磁同步电机的磁极位置在当前运算周期下的第二补偿值;利用第一补偿值和第二补偿值对目标永磁同步电机在校正之前的磁极位置进行校正,通过该方法可以提高目标永磁同步电机磁极位置的准确度。
Description
技术领域
本发明涉及控制系统技术领域,特别涉及一种永磁同步电机磁极位置的 校正方法、系统、介质及设备。
背景技术
在现有的永磁同步电机控制策略中,一般都需要准确的转子磁极位置信 息,如果永磁同步电机转子的磁极位置出现了偏差,可能会使永磁同步电机 的带载能力变差、动态性能和稳态精度变差,也会影响永磁同步电机的整体 运行效率。
在现有技术当中,一般是利用永磁同步电机在两相旋转坐标系下的直轴 电压平衡方程中所包含的位置偏差信息,来对永磁同步电机的磁极位置进行 校正,但是,这种方法会受到永磁同步电机在运转过程中电路参数、电流采 样以及电压采样等误差值的影响,由此会使得永磁同步电机磁极位置的计算 误差较大。
所以,如何提高永磁同步电机磁极位置的准确度,是本领域技术人员亟 待解决的问题。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种永磁同步电机磁极位置的校正方 法、系统、介质及设备,以提高永磁同步电机磁极位置的准确度。其具体方 案如下:
一种永磁同步电机磁极位置的校正方法,包括:
在目标永磁同步电机的当前运算周期下,获取所述目标永磁同步电机的 反电动势在目标坐标系下的反电动势直轴分量和反电动势交轴分量;其中, 所述目标坐标系为以校正前已知磁极N极位置方向为所述目标永磁同步电机 的直轴的坐标系;
将所述反电动势直轴分量和所述反电动势交轴分量的比值设定为目标 值,并对所述目标值进行滤波,得到目标滤波值;其中,所述目标值为目标 角度的正切值,所述目标角度为所述目标永磁同步电机在校正之前的磁极位 置与实际磁极位置的差值;
当所述目标值满足第一预设条件时,则基于斜坡补偿方法,根据所述目 标值确定所述目标永磁同步电机的磁极位置在当前运算周期下的第一补偿 值;
当所述目标值和所述目标滤波值满足第二预设条件时,则基于比例积分 反馈算法,根据所述目标值和所述目标滤波值确定所述目标永磁同步电机的 磁极位置在当前运算周期下的第二补偿值;
利用所述目标永磁同步电机的磁极位置在当前运算周期下的第一补偿值 和所述目标永磁同步电机的磁极位置在当前运算周期下的第二补偿值对所述 目标永磁同步电机在校正之前的磁极位置进行校正,得到所述目标永磁同步 电机在当前运算周期下的磁极位置。
优选的,所述获取所述目标永磁同步电机的反电动势在目标坐标系下的 反电动势直轴分量和反电动势交轴分量的过程,包括:
获取所述目标永磁同步电机的直流电压、三相电流以及运转速度;
根据所述直流电压、所述目标永磁同步电机的电压控制量以及所述运转 速度确定所述目标永磁同步电机在当前运算周期下所述目标永磁同步电机在 所述目标坐标系中的电压直轴分量和电压交轴分量;
根据所述三相电流确定所述目标永磁同步电机在当前运算周期下所述目 标永磁同步电机在所述目标坐标系中的电流直轴分量和电流交轴分量;
根据所述电压直轴分量、所述电压交轴分量、所述电流直轴分量、所述 电流交轴分量、所述运转速度确定所述目标永磁同步电机的反电动势在所述 目标坐标系下的所述反电动势直轴分量和所述反电动势交轴分量。
优选的,所述根据所述目标值确定所述目标永磁同步电机的磁极位置在 当前运算周期下的第一补偿值的过程,包括:
根据所述反电动势直轴分量和所述反电动势交轴分量确定所述目标角度 在所述目标坐标系中的目标象限;
设定所述第一补偿值的误差范围,并根据所述误差范围、所述目标象限 和所述目标值确定所述目标永磁同步电机所属的目标扇区;
将所述目标扇区输入至第一目标模型,输出得到所述第一补偿值的目标 临时值;
其中,所述第一目标模型的表达式为:
式中,θcomp1_obj1为所述第一补偿值的目标临时值,Z为所述目标扇区,Rmax为所述误差范围,M为每个象限的扇区个数;
根据所述第一补偿值的目标临时值确定所述目标永磁同步电机的磁极位 置在当前运算周期下的第一补偿值。
优选的,所述根据所述反电动势直轴分量和所述反电动势交轴分量确定 所述目标角度在所述目标坐标系中的目标象限的过程,包括:
若所述反电动势直轴分量大于零且所述反电动势交轴分量大于零,则判 定所述目标角度在所述目标坐标系的第一象限;
若所述反电动势直轴分量大于零且所述反电动势交轴分量小于零,则判 定所述目标角度在所述目标坐标系的第二象限;
若所述反电动势直轴分量小于零且所述反电动势交轴分量小于零,则判 定所述目标角度在所述目标坐标系的第三象限;
若所述反电动势直轴分量小于零且所述反电动势交轴分量大于零,则判 定所述目标角度在所述目标坐标系的第四象限。
优选的,所述基于比例积分反馈算法,根据所述目标值和所述目标滤波 值确定所述目标永磁同步电机的磁极位置在当前运算周期下的第二补偿值的 过程,包括:
基于所述比例积分反馈算法创建第二目标模型,并将所述目标值和所述 目标滤波值至输入至所述第二目标模型,输出得到所述目标永磁同步电机的 磁极位置在当前运算周期下的所述第二补偿值;
其中,所述第二目标模型的表达式为:
式中,θ′comp_acc为所述目标永磁同步电机在当前运算周期下的积分变量, θcomp_acc为所述目标永磁同步电机在前一个运算周期下的积分变量,ki为积分 系数,kp为可调比例系数,为所述反电动势直轴分量,为所述反电动势交 轴分量,Ts为所述目标永磁同步电机的相邻两个运算周期的时间间隔,θcomp2为 所述目标永磁同步电机的磁极位置在当前运算周期下的第二补偿值。
优选的,所述利用所述目标永磁同步电机的磁极位置在当前运算周期下 的第一补偿值和所述目标永磁同步电机的磁极位置在当前运算周期下的第二 补偿值对所述目标永磁同步电机在校正之前的磁极位置进行校正,得到所述 目标永磁同步电机在当前运算周期下的磁极位置的过程,包括:
将所述目标永磁同步电机的磁极位置在当前运算周期下的第一补偿值和 所述目标永磁同步电机的磁极位置在当前运算周期下的第二补偿值相加,得 到目标补偿值;
判断所述目标补偿值和所述目标滤波值是否满足第三预设条件;
若是,则将所述目标补偿值加上预设静态补偿值,得到所述目标永磁同 步电机在当前运算周期下的静态补偿值,将所述静态补偿值存储至非易失性 存储器中,并将所述目标永磁同步电机在当前运算周期下的动态补偿值设置 为零;
若否,则将所述目标永磁同步电机在当前运算周期下的静态补偿值设置 为预设静态补偿值,并将所述目标永磁同步电机在当前运算周期下的动态补 偿值设置为所述目标补偿值;
将所述目标永磁同步电机在校正之前的磁极位置、所述目标永磁同步电 机在当前运算周期下的静态补偿值和所述目标永磁同步电机在当前运算周期 下的动态补偿值相加,得到所述目标永磁同步电机在当前运算周期下的磁极 位置。
相应的,本发明还公开了一种永磁同步电机磁极位置的校正系统,包括:
分量获取模块,用于在目标永磁同步电机的当前运算周期下,获取所述 目标永磁同步电机的反电动势在目标坐标系下的反电动势直轴分量和反电动 势交轴分量;其中,所述目标坐标系为以校正前已知磁极N极位置方向为所 述目标永磁同步电机的直轴的坐标系;
角度设定模块,用于将所述反电动势直轴分量和所述反电动势交轴分量 的比值设定为目标值,并对所述目标值进行滤波,得到目标滤波值;其中, 所述目标值为目标角度的正切值,所述目标角度为所述目标永磁同步电机在 校正之前的磁极位置与实际磁极位置的差值;
第一确定模块,用于当所述目标值满足第一预设条件时,则基于斜坡补 偿方法,根据所述目标值确定所述目标永磁同步电机的磁极位置在当前运算 周期下的第一补偿值;
第二确定模块,用于当所述目标值和所述目标滤波值满足第二预设条件 时,则基于比例积分反馈算法,根据所述目标值和所述目标滤波值确定所述 目标永磁同步电机的磁极位置在当前运算周期下的第二补偿值;
位置校正模块,用于利用所述目标永磁同步电机的磁极位置在当前运算 周期下的第一补偿值和所述目标永磁同步电机的磁极位置在当前运算周期下 的第二补偿值对所述目标永磁同步电机在校正之前的磁极位置进行校正,得 到所述目标永磁同步电机在当前运算周期下的磁极位置。
优选的,所述位置校正模块包括:
补偿值获取单元,用于将所述目标永磁同步电机的磁极位置在当前运算 周期下的第一补偿值和所述目标永磁同步电机的磁极位置在当前运算周期下 的第二补偿值相加,得到目标补偿值;
条件判断单元,用于判断所述目标补偿值和所述目标滤波值是否满足第 三预设条件;
第一获取单元,用于所述条件判断单元的判定结果为是时,则将所述目 标补偿值加上预设静态补偿值,得到所述目标永磁同步电机在当前运算周期 下的静态补偿值,将所述静态补偿值存储至非易失性存储器中,并将所述目 标永磁同步电机在当前运算周期下的动态补偿值设置为零;
第二获取单元,用于所述条件判断单元的判定结果为否时,则将所述目 标永磁同步电机在当前运算周期下的静态补偿值设置为预设静态补偿值,并 将所述目标永磁同步电机在当前运算周期下的动态补偿值设置为所述目标补 偿值;
位置校正单元,用于将所述目标永磁同步电机在校正之前的磁极位置、 所述目标永磁同步电机在当前运算周期下的静态补偿值和所述目标永磁同步 电机在当前运算周期下的动态补偿值相加,得到所述目标永磁同步电机在当 前运算周期下的磁极位置。
相应的,本发明还公开了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存 储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如前述公 开的永磁同步电机磁极位置的校正方法的步骤。
相应的,本发明还公开了一种永磁同步电机磁极位置的校正设备,包括:
存储器,用于存储计算机程序;
处理器,用于执行所述计算机程序时实现如前述公开的永磁同步电机磁 极位置的校正方法的步骤。
可见,在本发明中,首先是在目标永磁同步电机的当前运算周期下,获 取目标永磁同步电机的反电动势在目标坐标系下的反电动势直轴分量和反电 动势交轴分量,将目标永磁同步电机的反电动势直轴分量和反电动势交轴分 量的比值设定为目标值,也即,目标永磁同步电机在校正之前的磁极位置与 实际磁极位置的差值的正切值,并对目标值进行滤波得到目标滤波值;当目 标值满足第一预设条件时,则基于斜坡补偿算法,根据目标值粗略地确定出 目标永磁同步电机的磁极位置在当前运算周期下的第一补偿值;当目标值满 足第二预设条件时,则基于比例积分反馈算法,根据目标值和目标滤波值确 定出目标永磁同步电机的磁极位置在当前运算周期下的第二补偿值,对误磁 极位置偏差值进行积分的过程可以将电压、电流瞬时波动误差造成的频率较 高的角度偏差值瞬时误差减小,比例积分反馈由此便可以更为精确地确定出 目标永磁同步电机的磁极位置在当前运算周期下的第二补偿值;最后,利用 目标永磁同步电机的磁极位置在当前运算周期下的第一补偿值和目标永磁同 步电机的磁极位置在当前运算周期下的第二补偿值对目标永磁同步电机在校 正之前的磁极位置进行校正,得到目标永磁同步电机在当前运算周期下的磁 极位置。显然,相较于现有技术,通过本发明中的方法,可以减小目标永磁 同步电机在运转过程中电路参数、电流采样以及电压采样等误差值对目标永 磁同步电机磁极位置计算过程的影响,由此就可以显著提高目标永磁同步电 机磁极位置的准确度。相应的,本发明公开的一种永磁同步电机磁极位置的 校正系统、介质及设备,同样具有上述有益效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实 施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面 描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不 付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种永磁同步电机磁极位置的校正方法的流 程图;
图2为本发明实施例提供的一种获取目标永磁同步电机的反电动势在目 标坐标系下的反电动势直轴分量和反电动势交轴分量的方法流程图;
图3为本发明实施例提供的一种获取目标永磁同步电机的反电动势在目 标坐标系下的反电动势直轴分量和反电动势交轴分量的方法流程图;
图4为本发明实施例提供的另一种永磁同步电机磁极位置的校正方法的 流程图;
图5为本发明实施例提供的又一种永磁同步电机磁极位置的校正方法的 流程图;
图6为本发明实施例提供的对目标永磁同步电机磁极位置进行校正的整 体结构图;
图7为本发明实施提供的对目标永磁同步电机磁极位置进行校正的结构 图;
图8为本发明实施例提供的一种永磁同步电机磁极位置的校正系统的结 构图;
图9为本发明实施例提供的一种永磁同步电机磁极位置的校正设备的结 构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而 不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做 出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参见图1,图1为本发明实施例提供的一种永磁同步电机磁极位置的校 正方法的流程图,该永磁同步电机磁极位置的校正方法包括:
步骤S11:在目标永磁同步电机的当前运算周期下,获取目标永磁同步电 机的反电动势在目标坐标系下的反电动势直轴分量和反电动势交轴分量;
其中,目标坐标系为以校正前已知磁极N极位置方向为目标永磁同步电 机的直轴的坐标系;
步骤S12:将反电动势直轴分量和反电动势交轴分量的比值设定为目标 值,并对目标值进行滤波,得到目标滤波值;
其中,目标值为目标角度的正切值,目标角度为目标永磁同步电机在校 正之前的磁极位置与实际磁极位置的差值;
在本实施例中,为了计算得到目标永磁同步电机的实际磁极位置,首先, 是在目标永磁同步电机的当前运算周期下,获取目标永磁同步电机的反电动 势在目标坐标系下的反电动势直轴分量和反电动势交轴分量再将目标 永磁同步电机的反电动势直轴分量和反电动势交轴分量的比值设定为目标角 度的正切值,也即,将目标永磁同步电机的反电动势直轴分量和反电动势交 轴分量的比值设定为目标值,也即,tanΔθ,其中,Δθ为目标永磁同步电机 在校正之前的磁极位置与目标永磁同步电机的实际磁极位置的差值。显然, 此步骤的目的是为了将目标永磁同步电机的实际磁极位置引入后续的计算当 中。
然后,再对目标值tanΔθ进行滤波,得到目标滤波值,也即,tanΔθfil。具 体的,可以对目标值tanΔθ以512的长度单位进行均值滤波处理,得到目标滤 波值tanΔθfil。并且,在本实施例中,将目标坐标系设定为以已知磁极位置的N 极为目标永磁同步电机的直轴的坐标系时,可以保证本申请中的永磁同步电 机磁极位置的校正方法应用于更多实际场景以及更多工况当中。请参照图2, 图2为本发明实施例提供的以目标永磁同步电机的实际磁极N极方向为直轴 的和以旋变获取的位置方向为直轴的旋转坐标系的空间矢量图。
步骤S13:当目标值满足第一预设条件时,则基于斜坡补偿方法,根据目 标值确定目标永磁同步电机的磁极位置在当前运算周期下的第一补偿值;
在本实施例中,当目标值tanΔθ满足第一预设条件时,计算目标永磁同步 电机的磁极位置在当前运算周期下的第一补偿值θcomp1的目的是为了目标永磁 同步电机在当前运算周期下的磁极位置进行粗略校正。具体的,可以将第一 预设条件设置为目标值的绝对值|tanΔθ|大于第一预设阈值或者是目标永磁同 步电机在目标坐标系下的反电动势交轴分量小于零,然后,基于斜坡补偿方 法,根据目标永磁同步电机的反电动势在目标坐标系下的反电动势直轴分量 和反电动势交轴分量确定出目标永磁同步电机的磁极位置在当前运算周 期下的第一补偿值θcomp1。
步骤S14:当目标值和目标滤波值满足第二预设条件时,则基于比例积分 反馈算法,根据目标值和目标滤波值确定目标永磁同步电机的磁极位置在当 前运算周期下的第二补偿值;
步骤S14的目的是为了利用计算得到目标永磁同步电机的磁极位置在当 前运算周期下的第二补偿值θcomp2对目标永磁同步电机的磁极位置进行精确校 正,也即,当目标值tanΔθ和目标滤波值tanΔθfil满足第二预设条件时,则基于 比例积分反馈(ProportionIntegral Differential)算法,根据目标值tanΔθ和目 标滤波值tanΔθfil确定出目标永磁同步电机的磁极位置在当前运算周期下的第 二补偿值θcomp2。
具体的,可以将第二预设条件设置为目标值的绝对值|tanΔθ|小于第一预设 阈值,目标永磁同步电机在目标坐标系下的反电动势直轴分量大于零,并且, 目标滤波值的绝对值|tanΔθfil|小于第二预设阈值;然后,根据目标值tanΔθ和 目标滤波值tanΔθfil确定出目标永磁同步电机的磁极位置在当前运算周期下的 第二补偿值θcomp2。
换句话说,在本实施例中,是利用比例积分反馈算法对目标永磁同步电 机中的直流信号经过不断放大,并由此有效减小电压、电流瞬时波动对位置 角度补偿值的影响,从而使得位置偏差自动校正的结果具有更高的准确度。
步骤S15:利用目标永磁同步电机的磁极位置在当前运算周期下的第一补 偿值和目标永磁同步电机的磁极位置在当前运算周期下的第二补偿值对目标 永磁同步电机在校正之前的磁极位置进行校正,得到目标永磁同步电机在当 前运算周期下的磁极位置。
当计算得到了目标永磁同步电机的磁极位置在当前运算周期下的第一补 偿值θcomp1和目标永磁同步电机的磁极位置在当前运算周期下的第二补偿值 θcomp2之后,就可以利用目标永磁同步电机的磁极位置在当前运算周期下的第 一补偿值θcomp1和目标永磁同步电机的磁极位置在当前运算周期下的第二补偿 值θcomp2对目标永磁同步电机在校正之前的磁极位置θ进行校正,也即,利用目 标永磁同步电机的磁极位置在当前运算周期下的第一补偿值θcomp1先对目标永 磁同步电机在校正之前的磁极位置θ进行粗略校正,再利用目标永磁同步电机 的磁极位置在当前运算周期下的第二补偿值θcomp2对目标永磁同步电机在校正之前的磁极位置θ进行精确校正,这样就会使得计算得到的目标永磁同步电机 在当前运算周期下的磁极位置更为准确。
可见,在本实施例中,首先是在目标永磁同步电机的当前运算周期下, 获取目标永磁同步电机的反电动势在目标坐标系下的反电动势直轴分量和反 电动势交轴分量,将目标永磁同步电机的反电动势直轴分量和反电动势交轴 分量的比值设定为目标值,也即,目标永磁同步电机在校正之前的磁极位置 与实际磁极位置的差值的正切值,并对目标值进行滤波得到目标滤波值;当 目标值满足第一预设条件时,则基于斜坡补偿算法,根据目标值粗略地确定 出目标永磁同步电机的磁极位置在当前运算周期下的第一补偿值;当目标值 满足第二预设条件时,则基于比例积分反馈算法,根据目标值和目标滤波值 确定出目标永磁同步电机的磁极位置在当前运算周期下的第二补偿值,也即, 利用比例积分反馈算法对目标永磁同步电机磁极位置的偏差值进行不断放 大,由此便可以更为精确地确定出目标永磁同步电机的磁极位置在当前运算 周期下的第二补偿值;最后,利用目标永磁同步电机的磁极位置在当前运算 周期下的第一补偿值和目标永磁同步电机的磁极位置在当前运算周期下的第 二补偿值对目标永磁同步电机在校正之前的磁极位置进行校正,得到目标永 磁同步电机在当前运算周期下的磁极位置。显然,相较于现有技术,通过本 实施例中的方法,可以减小目标永磁同步电机在运转过程中电路参数、电流 采样以及电压采样等误差值对目标永磁同步电机磁极位置计算过程的影响, 由此就可以显著提高目标永磁同步电机磁极位置的准确度。
基于上述实施例,本实施例对技术方案作进一步的说明与优化,请参见 图3,图3为本发明实施例提供的一种获取目标永磁同步电机的反电动势在目 标坐标系下的反电动势直轴分量和反电动势交轴分量的方法流程图。具体的, 上述步骤S11中:获取目标永磁同步电机的反电动势在目标坐标系下的反电动 势直轴分量和反电动势交轴分量的过程,包括:
步骤S111:获取目标永磁同步电机的直流电压、三相电流以及运转速度;
步骤S112:根据直流电压、目标永磁同步电机的电压控制量以及运转速 度确定目标永磁同步电机在当前运算周期下目标永磁同步电机在目标坐标系 中的电压直轴分量和电压交轴分量;
在本实施例中,为了获取得到目标永磁同步电机的反电动势直轴分量和反电动势交轴分量首先是利用电压采集器、电流采集器和速度传感器分 别获取目标永磁同步电机在当前运算周期下的直流电压udc、三相电流iu、iv、 iw和运转速度wr。
当获取到目标永磁同步电机在当前运算周期下的直流电压udc、目标永磁 同步电机的三相电流iu、iv、iw和运转速度wr时,就可以利用目标永磁同步电 机在当前运算周期下的直流电压udc、目标永磁同步电机的电压控制量和运转速度wr确定目标永磁同步电机在当前运算周期下目标永磁同步电机在 目标坐标系中的电压直轴分量和电压交轴分量其具体计算过程如下:
式中,δd和δq为过调制相关系数,当SVPWM模块处于线性调制区时, δd=δq=1,当SVPWM模块处于过调制区时,δd和δq的值由离线测量得到的 数据表确定,θdelay由控制时序决定。
具体的,在本实施例中,PWM由载波和对称规则采样法调制的方式产生, 在载波的波谷触发电流采样和更新PWM信号的脉宽时的计算公式为:
式中,nr为目标永磁同步电机的电机转速,fs为开关器件的开关频率,p 为极对数。
步骤S113:根据三相电流确定目标永磁同步电机在当前运算周期下目标 永磁同步电机在目标坐标系中的电流直轴分量和电流交轴分量;
步骤S114:根据电压直轴分量、电压交轴分量、电流直轴分量、电流交 轴分量、运转速度确定目标永磁同步电机的反电动势在目标坐标系下的反电 动势直轴分量和反电动势交轴分量。
在本实施例中,为了得到目标永磁同步电机在目标坐标系中的电流直轴 分量id和电流交轴分量iq,首先是对三相电流iu、iv、iw进行Clark变换得到iα和 iβ,然后,对iα和iβ进行Park变换,得到目标永磁同步电机在目标坐标系中的 电流直轴分量id和电流交轴分量iq。
之后,再根据目标永磁同步电机的电压直轴分量电压交轴分量电流直轴分量电流交轴分量以及目标永磁同步电机在当前运算周期下 的运转速度wr确定出目标永磁同步电机的反电动势在目标坐标系下的反电动 势直轴分量和反电势交轴分量具体计算过程如下:
式中,为目标永磁同步电机在目标坐标系中的反电动势直轴分量,为 目标永磁同步电机在目标坐标系中的反电动势交轴分量,为目标永磁同步 电机的电压直轴分量,为目标永磁同步电机的电压交轴分量,Rs为目标永 磁同步电机的定子电阻的值,Ld为目标永磁同步电机的交轴同步电感的值,为目标永磁同步电机的电流直轴分量,为目标永磁同步电机的电流交轴分 量,ωr为目标永磁同步电机在当前运算周期下的运转速度,t为时间。
可见,通过本实施例所提供的技术方案,保证了在获取目标永磁同步电 机的反电动势直轴分量和反电动势交轴分量过程中的可实施性。
基于上述实施例,本实施例对技术方案作进一步的说明与优化,请参照 图4,图4为本发明实施例提供的另一种永磁同步电机磁极位置的校正方法的 流程图。具体的,上述步骤S13中:根据目标值确定目标永磁同步电机的磁 极位置在当前运算周期下的第一补偿值的过程,包括:
步骤S131:根据反电动势直轴分量和反电动势交轴分量确定目标角度在 目标坐标系中的目标象限;
其中,步骤131:根据反电动势直轴分量和反电动势交轴分量确定目标角 度在目标坐标系中的目标象限的过程,包括:
若反电动势直轴分量大于零且反电动势交轴分量大于零,则判定目标角 度在目标坐标系的第一象限;
若反电动势直轴分量大于零且反电动势交轴分量小于零,则判定目标角 度在目标坐标系的第二象限;
若反电动势直轴分量小于零且反电动势交轴分量小于零,则判定目标角 度在目标坐标系的第三象限;
若反电动势直轴分量小于零且反电动势交轴分量大于零,则判定目标角 度在目标坐标系的第四象限。
在本实施例中,可以根据目标永磁同步电机的反电动势直轴分量和反 电动势交轴分量确定出目标角度θ在目标坐标系中所属的目标象限N,具体 的:
如果目标永磁同步电机的反电动势直轴分量大于零且目标永磁同步电机 的反电动势交轴分量大于零,则判定目标角度θ在目标坐标系中的第一象限, 也即,当且时,则N=1;
如果目标永磁同步电机的反电动势直轴分量大于零且目标永磁同步电机 的反电动势交轴分量小于零,则判定目标角度θ在目标坐标系中的第二象限, 也即,当且时,则N=2;
如果目标永磁同步电机的反电动势直轴分量小于零且目标永磁同步电机 的反电动势交轴分量小于零,则判定目标角度θ在目标坐标系的第三象限,也 即,当且时,则N=3;
如果目标永磁同步电机的反电动势直轴分量小于零且目标永磁同步电机 的反电动势交轴分量大于零,则判定目标角度θ在目标坐标系的第四象限,也 即,当且时,则N=4。
步骤S132:设定第一补偿值的误差范围,并根据误差范围、目标象限和 目标值确定目标永磁同步电机所属的目标扇区;
在本实施例中,可以将误差范围Rmax设置为90°的M等份,其中,M为 正整数;然后,根据第一补偿值θcomp1的误差范围Rmax、目标象限N和目标值θ确 定出目标永磁同步电机所属的目标扇区。
具体的,可以将tan(j×Rmax),j=1,2,…,M-1的离线计算结果逐个与tanΔθ的 绝对值进行比较,得到再根据k的值和N的 值确定出目标永磁同步电机所属的目标扇区Z。在计算过程中,如果N=1, 则Z=k;如果N=2,则Z=2M+1-k;如果N=3,则Z=2M+k;如果N=4, 则Z=4M+1-k。
步骤S133:将目标扇区输入至第一目标模型,输出得到第一补偿值的目 标临时值;
其中,第一目标模型的表达式为:
式中,θcomp1_obj1为第一补偿值的目标临时值,Z为目标扇区,Rmax为误差范 围,M为每个象限的扇区个数;
步骤S134:根据第一补偿值的目标临时值确定目标永磁同步电机的磁极 位置在当前运算周期下的第一补偿值。
当将目标扇区Z输入至第一目标模型,输出得到第一补偿值的目标临时值θcomp1_obj1时,则根据目标临时值θcomp1_obj1确定出目标永磁同步电机的磁极位置在 当前运算周期下的第一补偿值θcomp1。
具体的,如果目标临时补偿值的绝对值大于第一补偿目标值的绝对值, 也即,当|θcomp_obj_temp1|>|θcomp_obj1|时,则目标临时补偿值等于第一补偿目标值,换 句话说,在此种情况下,θcomp_obj1=θcomp_obj_temp1;如果目标临时补偿值的绝对值 小于等于第一补偿目标值的绝对值,也即,|θcomp_obj_temp1|≤|θcomp_obj1|,则使得目标 临时补偿值θcomp_obj1保持不变,换句话说,在此情况下,目标永磁同步电机在 当前运算周期中目标临时补偿值与目标永磁同步电机在前一个运算周期中的 目标临时补偿值保持一致。
之后,设定一个角度变化步长值θchange_step,当目标临时补偿值大于零,也 即,当θcomp_obj1>0时,如果θcomp1<θcomp_obj1时,则θcomp1=θcomp1+θchange_step;否则,第 一补偿值θcomp1保持不变,也即,目标永磁同步电机在当前运算周期中的第一 补偿值等于目标永磁同步电机在前一个运算周期中的第一补偿值。
当目标临时补偿值小于等于零,当θcomp_obj1≤0时,如果θcomp1>θcomp_obj1, 则θcomp1=θcomp1-θchange_step,否则,θcomp1保持不变,此时目标永磁同步电机 在当前运算周期中的第一补偿值等于目标永磁同步电机在前一个运算周期中 的第一补偿值,由此便可以确定出目标永磁同步电机的磁极位置在当前运算 周期下的第一补偿值θcomp1。
显然,通过本实施例所提供的技术方案,保证了计算目标永磁同步电机 的磁极位置在当前运算周期下的第一补偿值的准确性以及可靠性。
基于上述实施例,本实施例对技术方案作进一步的说明与优化,具体的, 上述步骤S14中:基于比例积分反馈算法,根据目标值和目标滤波值确定目 标永磁同步电机的磁极位置在当前运算周期下的第二补偿值的过程,包括:
基于比例积分反馈算法创建第二目标模型,并将目标值和目标滤波值输 入至第二目标模型,输出得到目标永磁同步电机的磁极位置在当前运算周期 下的第二补偿值;
其中,第二目标模型的表达式为:
式中,θc'omp_acc为目标永磁同步电机在当前运算周期下的积分变量, θcomp_acc为目标永磁同步电机在前一个运算周期下的积分变量,ki为积分系数, kp为可调比例系数,为反电动势直轴分量,为反电动势交轴分量,Ts为目 标永磁同步电机的相邻两个运算周期的时间间隔,θcomp2为目标永磁同步电机 的磁极位置在当前运算周期下的第二补偿值。
在本实施例中,为了得到目标永磁同步电机的磁极位置在当前运算周期 下的第二补偿值θcomp2,首先是将目标滤波值的绝对值|tanΔθfil|与第二预设阈值 thr2进行比较,如果tanθfil>thr2,则基于比例积分反馈算法创建第二目标模型, 并将目标值tanθ和目标滤波值tanθfil输入至第二目标模型,输出得到目标永磁 同步电机的磁极位置在运算周期下的第二补偿值θcomp2;如果tanθfil≤thr2,则 令目标永磁同步电机在前一个运算周期下的积分变量θcomp_acc为零,也即, θcomp_acc=0,此时,目标永磁同步电机的磁极位置在当前运算周期下的第二 补偿值θcomp2=0。
其中,第二预设阈值thr2为目标永磁同步电机能够允许的最大角度补偿误 差的正切值。具体的,可以将第二预设阈值thr2设置为0.00873,将Ts设置为 1.25×10-4,将θcomp_acc的初始值设置为零。
需要说明的是,如果在计算过程中出现某个角度值或者某个角度补偿值 不在0~360°的情况,则可以将该角度值或者是该角度补偿值加上360°或者减 去360°,并以此来将该角度值或该角度补偿值变成0~360°的值,然后再进 行后续的计算。
可见,通过本实施例所提供的技术方案,可以确保目标永磁同步电机的 磁极位置在当前运算周期下的第二补偿值在计算过程中的可靠性。
基于上述实施例,本实施例对技术方案作进一步的说明与优化,请参见 图5,图5为本发明实施例提供的又一种永磁同步电机磁极位置的校正方法的 流程图。具体的,上述步骤S15:利用目标永磁同步电机的磁极位置在当前运 算周期下的第一补偿值和目标永磁同步电机的磁极位置在当前运算周期下的 第二补偿值对目标永磁同步电机在校正之前的磁极位置进行校正,得到目标 永磁同步电机在当前运算周期下的磁极位置的过程,包括:
步骤S151:将目标永磁同步电机的磁极位置在当前运算周期下的第一补 偿值和目标永磁同步电机的磁极位置在当前运算周期下的第二补偿值相加, 得到目标补偿值;
步骤S152:判断目标补偿值和目标滤波值是否满足第三预设条件;若是, 则执行步骤S153;若否,则执行步骤S154;
步骤S153:将目标补偿值加上预设静态补偿值,得到目标永磁同步电机 在当前运算周期下的静态补偿值,将静态补偿值存储至非易失性存储器,并 将目标永磁同步电机在当前运算周期下的动态补偿值设置为零;
步骤S154:将目标永磁同步电机在当前运算周期下的静态补偿值设置为 预设静态补偿值,并将目标永磁同步电机在当前运算周期下的动态补偿值设 置为目标补偿值;
步骤S155:将目标永磁同步电机在校正之前的磁极位置、目标永磁同步 电机在当前运算周期下的静态补偿值和目标永磁同步电机在当前运算周期下 的动态补偿值相加,得到目标永磁同步电机在当前运算周期下的磁极位置。
在本实施例中,是对利用目标永磁同步电机的磁极位置在当前运算周期 下的第一补偿值θcomp1和目标永磁同步电机的磁极位置在当前运算周期下的第 二补偿值θcomp2计算目标永磁同步电机在当前运算周期下的磁极位置的过程进 行具体说明,也即,首先,是将目标永磁同步电机的磁极位置在当前运算周 期下的第一补偿值θcomp1和目标永磁同步电机的磁极位置在当前运算周期下的 第二补偿值θcomp2相加,得到目标补偿值θcomps,然后,判断目标补偿值θcomps和 目标滤波值tanΔθfil是否满足第三预设条件,此处,第三预设条件具体为目标 滤波值的绝对值小于第二预设阈值,也即,|tanΔθfil|<thr2,并且,目标补偿值θcomps不为零。
如果目标补偿值θcomps和目标滤波值tanΔθfil满足第三预设条件,则将目标 补偿值θcomps加上预设静态补偿值,得到目标永磁同步电机在当前运算周期下 的静态补偿值θcomp_sta,并将目标永磁同步电机在当前运算周期下的动态补偿值 θcomp_dyn设置为零;如果目标补偿值θcomps和目标滤波值tanΔθfil不满足第三预设条 件,则将目标永磁同步电机在当前运算周期下的静态补偿值θcomp_sta设置为预设 静态补偿值,并将目标永磁同步电机在当前运算周期下的动态补偿值θcomp_dyn设 置为目标补偿值θcomps。
当计算得到了目标永磁同步电机在当前运算周期下的静态补偿值θcomp_sta和动态补偿值θcomp_dyn之后,就可以将目标永磁同步电机在校正之前的磁极位置 θ、目标永磁同步电机在当前运算周期下的静态补偿值θcomp_sta和目标永磁同步 电机在当前运算周期下的动态补偿值相加θcomp_dyn,并最终得到目标永磁同步电 机的磁极位置在当前运算周期下的磁极位置θfinal。
并且,在实际操作当中,为了保证对目标永磁同步电机磁极位置进行校 正过程中的可靠性与稳定性,还可以将静态补偿值θcomp_sta存储到非易失存储器 中,以避免在掉电过程中将静态补偿值θcomp_sta丢失。
可见,通过本实施例所提供的技术方案,可以进一步保证目标永磁同步 电机磁极位置的计算精度。
请参见图6,图6为本发明实施例提供的对目标永磁同步电机磁极位置进 行校正的整体结构图。首先是利用电压采集器、电流采集器、位置传感器和 速度传感器获取目标永磁同步电机(PMSM,permanent magnet synchronous motor)的电压控制量udc、三相电流iu、iv、iw、目标永磁同步电机在校正之前 的磁极位置θ和运转速度wr;其次,电压重构模块根据目标永磁同步电机在当 前运算周期下的直流电压udc和运转速度wr计算得到目标永磁同步电机在当前 运算周期下目标永磁同步电机在目标坐标系中的电压直轴分量和电压交轴 分量Clark变换模块和Park变换模块根据目标永磁同步电机在当前运算周 期下的三相电流iu、iv、iw以及目标永磁同步电机在前一个运算周期下的三相 电流iu、iv、iw,计算得出目标永磁同步电机在当前运算周期下电流的直轴电 流分量和交轴电流分量
然后,磁极位置角偏差自动校正模块根据目标永磁同步电机在当前运算 周期下的电压直轴分量电压交轴分量直轴电流分量交轴电流分 量运转速度wr和目标永磁同步电机在校正之前的磁极位置θ计算得出最终 的目标永磁同步电机的磁极位置θfinal,并将目标永磁同步电机的磁极位置θfinal作为下一个控制周期的Park变换的磁极位置;与此同时,电机控制模块根据直 轴电流分量和交轴电流分量计算得出直轴电压控制分量和交轴电压控 制分量反Park变换根据直轴电压控制分量交轴电压控制分量和 目标永磁同步电机的磁极位置θfinal计算得到uα-c和uβ-c,并将uα-c和uβ-c输入到SVPWM(Space Vector Pulse Width Modulation,空间矢量脉宽调制),这样就 可以得到目标永磁同步电机在每一个运算周期中的磁极位置。
请参见图7,图7为本发明实施例提供的对目标永磁同步电机磁极位置进 行校正的结构图。具体的,反电势估计值计算单元首先根据目标永磁同步电 机在当前运算周期下的电压直轴分量电压交轴分量电流直轴分量id、 电流交轴分量iq以及运转速度wr计算得出目标永磁同步电机在当前运算周期 下的反电动势直轴分量和反电势交轴分量其次,角度偏差正切值估计单 元将目标永磁同步电机在当前运算周期下的反电动势直轴分量和反电势交 轴分量的比值作为目标永磁同步电机在校正之前的磁极位置与实际磁极位 置的差值Δθ的正切值,也即,目标值tanΔθ;然后,滤波计算单元对tanΔθ进 行均值滤波处理,得到目标滤波值tanΔθfil;之后,第一补偿值计算单元通过 判断目标值tanΔθ是否满足第一预设条件,来计算目标永磁同步电机的磁极位 置在当前运算周期下的第一补偿值θcomp1和目标临时补偿值θcomp_obj1;第二补偿 值计算单元通过判断目标值tanΔθ和目标滤波值tanΔθfil是否满足第二预设条 件,来计算目标永磁同步电机的磁极位置在当前运算周期下的第二补偿值 θcomp2,并将目标永磁同步电机的磁极位置在当前运算周期下的第一补偿值 θcomp1和目标永磁同步电机的磁极位置在当前运算周期下的第二补偿值θcomp2相 加得到目标补偿值θcomps。
如果目标补偿值θcomps和目标滤波值tanΔθfil满足第三预设条件,此时,静 态补偿值计算单元和动态补偿值计算单元会计算得到在此种情况下的静态补 偿值θcomp_sta和动态补偿值θcomp_dyn,也即,目标补偿值θcomps加上预设静态补偿值, 得到目标永磁同步电机在当前运算周期下的静态补偿值θcomp_sta,并将目标永磁 同步电机在当前运算周期下的动态补偿值θcomp_dyn设置为零;如果目标补偿值 θcomps和目标滤波值tanΔθfil不满足第三预设条件,此时,静态补偿值计算单元 和动态补偿值计算单元会计算得到在此种情况下的静态补偿值θcomp_sta和动态 补偿值θcomp_dyn,也即,将目标永磁同步电机在当前运算周期下的静态补偿值 θcomp_sta设置为预设静态补偿值,并将目标永磁同步电机在当前运算周期下的动 态补偿值θcomp_dyn设置为目标补偿值;最后,将目标永磁同步电机在校正之前的 磁极位置θ、目标永磁同步电机在当前运算周期下的静态补偿值θcomp_sta和目标 永磁同步电机在当前运算周期下的动态补偿值θcomp_dyn相加,得到目标永磁同步 电机的磁极位置在当前运算周期下的磁极位置θfinal。
请参见图8,图8为本发明实施例公开的一种永磁同步电机磁极位置的校 正系统的结构图,该校正系统包括:
分量获取模块21,用于在目标永磁同步电机的当前运算周期下,获取目 标永磁同步电机的反电动势在目标坐标系下的反电动势直轴分量和反电动势 交轴分量;其中,目标坐标系为以校正前已知磁极N极位置方向为目标永磁 同步电机的直轴的坐标系;
角度设定模块22,用于将反电动势直轴分量和反电动势交轴分量的比值 设定为目标值,并对目标值进行滤波,得到目标滤波值;其中,目标值为目 标角度的正切值,目标角度为目标永磁同步电机在校正之前的磁极位置与实 际磁极位置的差值;
第一确定模块23,用于当目标值满足第一预设条件时,则基于斜坡补偿 方法,根据目标值确定目标永磁同步电机的磁极位置在当前运算周期下的第 一补偿值;
第二确定模块24,用于当目标值和目标滤波值满足第二预设条件时,则 基于比例积分反馈算法,根据目标值和目标滤波值确定目标永磁同步电机的 磁极位置在当前运算周期下的第二补偿值;
位置校正模块25,用于利用目标永磁同步电机的磁极位置在当前运算周 期下的第一补偿值和目标永磁同步电机的磁极位置在当前运算周期下的第二 补偿值对目标永磁同步电机在校正之前的磁极位置进行校正,得到目标永磁 同步电机在当前运算周期下的磁极位置。
优选的,位置校正模块25包括:
补偿值获取单元,用于将目标永磁同步电机的磁极位置在当前运算周期 下的第一补偿值和目标永磁同步电机的磁极位置在当前运算周期下的第二补 偿值相加,得到目标补偿值;
条件判断单元,用于判断目标补偿值和目标滤波值是否满足第三预设条 件;
第一获取单元,用于条件判断单元的判定结果为是时,则将目标补偿值 加上预设静态补偿值,得到目标永磁同步电机在当前运算周期下的静态补偿 值,将静态补偿值存储至非易失性存储器中,并将目标永磁同步电机在当前 运算周期下的动态补偿值设置为零;
第二获取单元,用于条件判断单元的判定结果为否时,则将目标永磁同 步电机在当前运算周期下的静态补偿值设置为预设静态补偿值,并将目标永 磁同步电机在当前运算周期下的动态补偿值设置为目标补偿值;
位置校正单元,用于将目标永磁同步电机在校正之前的磁极位置、目标 永磁同步电机在当前运算周期下的静态补偿值和目标永磁同步电机在当前运 算周期下的动态补偿值相加,得到目标永磁同步电机在当前运算周期下的磁 极位置。
本发明实施例公开的一种永磁同步电机磁极位置的校正系统,具有上述 一种永磁同步电机磁极位置的校正方法的有益效果。
相应的,本发明还公开了一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介 质上存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现如前述公开的永磁 同步电机磁极位置的校正方法的步骤。
本发明实施例公开的一种计算机可读存储介质,具有上述一种永磁同步 电机磁极位置的校正方法的有益效果。
请参见图9,图9为本发明实施例公开的一种永磁同步电机磁极位置的校 正设备的结构图,该校正设备包括:
存储器31,用于存储计算机程序;
处理器32,用于执行计算机程序时实现如前述公开的永磁同步电机磁极 位置的校正方法的步骤。
本发明实施例公开的一种永磁同步电机磁极位置的校正设备,具有上述 一种永磁同步电机磁极位置的校正方法的有益效果。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都 是与其它实施例的不同之处,各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。 对于实施例公开的装置而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述 的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。
最后,还需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语 仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求 或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术 语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而 使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且 还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或 者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……” 限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存 在另外的相同要素。
以上对本发明所提供的一种永磁同步电机磁极位置的校正方法、系统、 介质及设备进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施 方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核 心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实 施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为 对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种永磁同步电机磁极位置的校正方法,其特征在于,包括:
在目标永磁同步电机的当前运算周期下,获取所述目标永磁同步电机的反电动势在目标坐标系下的反电动势直轴分量和反电动势交轴分量;其中,所述目标坐标系为以校正前已知磁极N极位置方向为所述目标永磁同步电机的直轴的坐标系;
将所述反电动势直轴分量和所述反电动势交轴分量的比值设定为目标值,并对所述目标值进行滤波,得到目标滤波值;其中,所述目标值为目标角度的正切值,所述目标角度为所述目标永磁同步电机在校正之前的磁极位置与实际磁极位置的差值;
当所述目标值满足第一预设条件时,则基于斜坡补偿方法,根据所述目标值确定所述目标永磁同步电机的磁极位置在当前运算周期下的第一补偿值;
当所述目标值和所述目标滤波值满足第二预设条件时,则基于比例积分反馈算法,根据所述目标值和所述目标滤波值确定所述目标永磁同步电机的磁极位置在当前运算周期下的第二补偿值;
利用所述目标永磁同步电机的磁极位置在当前运算周期下的第一补偿值和所述目标永磁同步电机的磁极位置在当前运算周期下的第二补偿值对所述目标永磁同步电机在校正之前的磁极位置进行校正,得到所述目标永磁同步电机在当前运算周期下的磁极位置。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述获取所述目标永磁同步电机的反电动势在目标坐标系下的反电动势直轴分量和反电动势交轴分量的过程,包括:
获取所述目标永磁同步电机的直流电压、三相电流以及运转速度;
根据所述直流电压、所述目标永磁同步电机的电压控制量以及所述运转速度确定所述目标永磁同步电机在当前运算周期下所述目标永磁同步电机在所述目标坐标系中的电压直轴分量和电压交轴分量;
根据所述三相电流确定所述目标永磁同步电机在当前运算周期下所述目标永磁同步电机在所述目标坐标系中的电流直轴分量和电流交轴分量;
根据所述电压直轴分量、所述电压交轴分量、所述电流直轴分量、所述电流交轴分量、所述运转速度确定所述目标永磁同步电机的反电动势在所述目标坐标系下的所述反电动势直轴分量和所述反电动势交轴分量。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述目标值确定所述目标永磁同步电机的磁极位置在当前运算周期下的第一补偿值的过程,包括:
根据所述反电动势直轴分量和所述反电动势交轴分量确定所述目标角度在所述目标坐标系中的目标象限;
设定所述第一补偿值的误差范围,并根据所述误差范围、所述目标象限和所述目标值确定所述目标永磁同步电机所属的目标扇区;
将所述目标扇区输入至第一目标模型,输出得到所述第一补偿值的目标临时值;
其中,所述第一目标模型的表达式为:
式中,θcomp1_obj1为所述第一补偿值的目标临时值,Z为所述目标扇区,Rmax为所述误差范围,M为每个象限的扇区个数;
根据所述第一补偿值的目标临时值确定所述目标永磁同步电机的磁极位置在当前运算周期下的第一补偿值。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述根据所述反电动势直轴分量和所述反电动势交轴分量确定所述目标角度在所述目标坐标系中的目标象限的过程,包括:
若所述反电动势直轴分量大于零且所述反电动势交轴分量大于零,则判定所述目标角度在所述目标坐标系的第一象限;
若所述反电动势直轴分量大于零且所述反电动势交轴分量小于零,则判定所述目标角度在所述目标坐标系的第二象限;
若所述反电动势直轴分量小于零且所述反电动势交轴分量小于零,则判定所述目标角度在所述目标坐标系的第三象限;
若所述反电动势直轴分量小于零且所述反电动势交轴分量大于零,则判定所述目标角度在所述目标坐标系的第四象限。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于比例积分反馈算法,根据所述目标值和所述目标滤波值确定所述目标永磁同步电机的磁极位置在当前运算周期下的第二补偿值的过程,包括:
基于所述比例积分反馈算法创建第二目标模型,并将所述目标值和所述目标滤波值至输入至所述第二目标模型,输出得到所述目标永磁同步电机的磁极位置在当前运算周期下的所述第二补偿值;
其中,所述第二目标模型的表达式为:
式中,θ′comp_acc为所述目标永磁同步电机在当前运算周期下的积分变量,θcomp_acc为所述目标永磁同步电机在前一个运算周期下的积分变量,ki为积分系数,kp为可调比例系数,为所述反电动势直轴分量,为所述反电动势交轴分量,Ts为所述目标永磁同步电机的相邻两个运算周期的时间间隔,θcomp2为所述目标永磁同步电机的磁极位置在当前运算周期下的第二补偿值。
6.根据权利要求1至5任一项所述的方法,其特征在于,所述利用所述目标永磁同步电机的磁极位置在当前运算周期下的第一补偿值和所述目标永磁同步电机的磁极位置在当前运算周期下的第二补偿值对所述目标永磁同步电机的磁极位置在校正之前的磁极位置进行校正,得到所述目标永磁同步电机在当前运算周期下的磁极位置的过程,包括:
将所述目标永磁同步电机的磁极位置在当前运算周期下的第一补偿值和所述目标永磁同步电机的磁极位置在当前运算周期下的第二补偿值相加,得到目标补偿值;
判断所述目标补偿值和所述目标滤波值是否满足第三预设条件;
若是,则将所述目标补偿值加上预设静态补偿值,得到所述目标永磁同步电机在当前运算周期下的静态补偿值,将所述静态补偿值存储至非易失性存储器中,并将所述目标永磁同步电机在当前运算周期下的动态补偿值设置为零;
若否,则将所述目标永磁同步电机在当前运算周期下的静态补偿值设置为预设静态补偿值,并将所述目标永磁同步电机在当前运算周期下的动态补偿值设置为所述目标补偿值;
将所述目标永磁同步电机在校正之前的磁极位置、所述目标永磁同步电机在当前运算周期下的静态补偿值和所述目标永磁同步电机在当前运算周期下的动态补偿值相加,得到所述目标永磁同步电机在当前运算周期下的磁极位置。
7.一种永磁同步电机磁极位置的校正系统,其特征在于,包括:
分量获取模块,用于在目标永磁同步电机的当前运算周期下,获取所述目标永磁同步电机的反电动势在目标坐标系下的反电动势直轴分量和反电动势交轴分量;其中,所述目标坐标系为以校正前已知磁极N极位置方向为所述目标永磁同步电机的直轴的坐标系;
角度设定模块,用于将所述反电动势直轴分量和所述反电动势交轴分量的比值设定为目标值,并对所述目标值进行滤波,得到目标滤波值;其中,所述目标值为目标角度的正切值,所述目标角度为所述目标永磁同步电机在校正之前的磁极位置与实际磁极位置的差值;
第一确定模块,用于当所述目标值满足第一预设条件时,则基于斜坡补偿方法,根据所述目标值确定所述目标永磁同步电机的磁极位置在当前运算周期下的第一补偿值;
第二确定模块,用于当所述目标值和所述目标滤波值满足第二预设条件时,则基于比例积分反馈算法,根据所述目标值和所述目标滤波值确定所述目标永磁同步电机的磁极位置在当前运算周期下的第二补偿值;
位置校正模块,用于利用所述目标永磁同步电机的磁极位置在当前运算周期下的第一补偿值和所述目标永磁同步电机的磁极位置在当前运算周期下的第二补偿值对所述目标永磁同步电机在校正之前的磁极位置进行校正,得到所述目标永磁同步电机在当前运算周期下的磁极位置。
8.根据权利要求7所述的校正系统,其特征在于,所述位置校正模块包括:
补偿值获取单元,用于将所述目标永磁同步电机的磁极位置在当前运算周期下的第一补偿值和所述目标永磁同步电机的磁极位置在当前运算周期下的第二补偿值相加,得到目标补偿值;
条件判断单元,用于判断所述目标补偿值和所述目标滤波值是否满足第三预设条件;
第一获取单元,用于所述条件判断单元的判定结果为是时,则将所述目标补偿值加上预设静态补偿值,得到所述目标永磁同步电机在当前运算周期下的静态补偿值,将所述静态补偿值存储至非易失性存储器中,并将所述目标永磁同步电机在当前运算周期下的动态补偿值设置为零;
第二获取单元,用于所述条件判断单元的判定结果为否时,则将所述目标永磁同步电机在当前运算周期下的静态补偿值设置为所述预设静态补偿值,并将所述目标永磁同步电机在当前运算周期下的动态补偿值设置为所述目标补偿值;
位置校正单元,用于将所述目标永磁同步电机在校正之前的磁极位置、所述目标永磁同步电机在当前运算周期下的静态补偿值和所述目标永磁同步电机在当前运算周期下的动态补偿值相加,得到所述目标永磁同步电机在当前运算周期下的磁极位置。
9.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述的永磁同步电机磁极位置的校正方法的步骤。
10.一种永磁同步电机磁极位置的校正设备,其特征在于,包括:
存储器,用于存储计算机程序;
处理器,用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6任一项所述的永磁同步电机磁极位置的校正方法的步骤。
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