CN110401381A - 永磁同步电机转子位置的检测方法、装置及通气治疗设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种永磁同步电机转子位置的检测方法及、装置及通气治疗设备，所述永磁同步电机转子位置的检测方法包括：测量永磁同步电机的三相电流和三相输出电压，其中，所述永磁同步电机的三相分别串联有测试电感；将所述三相电流和所述三相输出电压进行坐标变换，得到两相静止坐标系下的两相电流和两相输出电压；根据所述两相电流、所述两相输出电压、所述永磁同步电机的电感以及所述测试电感的电感，得到所述两相静止坐标系下的两相反电动势；根据所述两相反电动势，得到所述永磁同步电机的转子位置。本发明实施例可以降低永磁同步电机的电流波纹，提高两相反电动势的观测精度，进而，可以提高所述永磁同步电机的转子位置的检测精度。

Description

永磁同步电机转子位置的检测方法、装置及通气治疗设备

技术领域

本发明涉及电机技术领域，特别是涉及一种永磁同步电机转子位置的检测、装置及通气治疗设备。

背景技术

永磁同步电机具有体积小、可靠性强、功率密度和效率高等优点，在工业、医疗、民用和国防等领域得到了广泛的应用。基于电机可靠性、体积以及成本的问题，永磁同步电机上通常取消了位置传感器。因此，在永磁同步电机的控制中通常检测转子位置，以实现永磁同步电机的磁场定向控制，获得较优的驱动效率。

现有的技术中，通常通过滑膜观测器来观测永磁同步电机的反电动势来获取转子位置。然而，对于电感较小的永磁同步电机来说，由于电流波纹较大，不仅很容易产生额外的噪声，而且，很容易降低电机三相电流的测量精度，使得电机转子位置的检测精度较低，进而，还有可能会降低电机的驱动效率。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明实施例以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种永磁同步电机转子位置的检测方法和相应的一种永磁同步电机转子位置的检测装置，以及一种通气治疗设备。

第一方面，本发明实施例公开了一种永磁同步电机转子位置的检测方法，包括：

测量永磁同步电机的三相电流和三相输出电压，其中，所述永磁同步电机的三相分别串联有测试电感；

将所述三相电流和所述三相输出电压进行坐标变换，得到两相静止坐标系下的两相电流和两相输出电压；

根据所述两相电流、所述两相输出电压、所述永磁同步电机的电感以及所述测试电感的电感，得到所述两相静止坐标系下的两相反电动势；

根据所述两相反电动势，得到所述永磁同步电机的转子位置。

第二方面，本发明实施例还公开了一种永磁同步电机转子位置的检测装置，包括：

测量模块，用于测量永磁同步电机的三相电流和三相输出电压，其中，所述永磁同步电机的三相分别串联有测试电感；

坐标转换模块，用于将所述三相电流和所述三相输出电压进行坐标变换，得到两相静止坐标系下的两相电流和两相输出电压；

反电动势计算模块，用于根据所述两相电流、所述两相输出电压、所述永磁同步电机的电感以及所述测试电感的电感，得到所述两相静止坐标系下的两相反电动势；

转子位置确定模块，根据所述两相反电动势，得到所述永磁同步电机的转子位置。

第三方面，本发明实施例还提供了一种通气治疗设备，所述通气治疗设备包括：

永磁同步电机；

一个或多个处理器；

存储器；和

一个或多个程序，其中所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由所述一个或多个处理器执行，所述程序包括用于执行以下步骤的指令：

测量永磁同步电机的三相电流和三相输出电压，其中，所述永磁同步电机的三相分别串联有测试电感；

将所述三相电流和所述三相输出电压进行坐标变换，得到两相静止坐标系下的两相电流和两相输出电压；

根据所述两相电流、所述两相输出电压、所述永磁同步电机的电感以及所述测试电感的电感，得到所述两相静止坐标系下的两相反电动势；

根据所述两相反电动势，得到所述永磁同步电机的转子位置。

本发明实施例包括以下优点：

本发明实施例中，由于所述永磁同步电机的三相分别串联有测试电感，所述永磁同步电机的电感较大，所述永磁同步电机的电流波纹较小，所述永磁电机的三相电流的测量精度较高，两相静止坐标系下的两相电流的精度相应较高，两相反电动势的观测精度相应较高，因此，根据所述两相反电动势观测出来的所述永磁同步电机的转子位置的精度也较高。在实际应用中，在所述永磁同步电机的转子位置的观测精度较高的情况下，可以使得所述永磁同步电机的磁场的定向控制的精度相应较高，这样，就可以提高所述永磁同步电机的效率。

附图说明

图1是本发明的一种永磁同步电机转子位置的检测方法实施例的步骤流程图；

图2是本发明的另一种永磁同步电机转子位置的检测方法实施例的步骤流程图；

图3是本发明的一种永磁同步电机转子位置的检测装置实施例的结构框图；

图4是本发明的另一种永磁同步电机转子位置的检测装置实施例的结构框图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一

参照图1，示出了本发明的一种永磁同步电机转子位置的检测方法实施例的步骤流程图，具体可以包括如下步骤：

步骤101：测量永磁同步电机的三相电流和三相输出电压，其中，所述永磁同步电机的三相分别串联有测试电感。

本发明实施例中，在观测所述永磁同步电机的反电动势之前，可以在所述永磁同步电机的三相上分别串联测试电感，三相上的每一相串联的测试电感的电感L_S相等。

在实际应用中，可以实时测量所述永磁同步电机的三相电流I_A、I_B、I_C以及三相输出电压U_A、U_B、U_C。需要说明的是，在所述永磁同步电机的三相上分别串联测试电感L_S之后，由于所述永磁同步电机的三相输入电压和三相输出电压相等，因此，三相电流I_A、I_B、I_C可以为所述永磁同步电机三相输入电流或者三相输出电流。而在所述永磁同步电机的三相上分别串联测试电感L_S之后，由于所述永磁同步电机的三相输出电压和三相输入电压不相等，因此，三相输出电压U_A、U_B、U_C只能是所述永磁同步电机的三相分别串联所述测试电感后的三相输出电压。

本发明实施例中，由于所述永磁同步电机的三相分别串联有测试电感，所述永磁同步电机的电感较大，可以使得所述永磁同步电机的电流波纹较小，这样，不仅可以降低所述永磁同步电机的工作噪声，可以提高三相电流I_A、I_B、I_C的测量精度。

步骤102：将所述三相电流和所述三相输出电压进行坐标变换，得到两相静止坐标系下的两相电流和两相输出电压。

本发明实施例中，为了便于计算，可以将三相电流I_A、I_B、I_C和三相输出电压U_A、U_B、U_C进行坐标变换，以将所述永磁同步电机的三相静止坐标系中的变量变换到两相静止坐标系下，得到两相静止坐标系下的两相电流I_α、I_β和两相输出电压U_α、U_β。

在实际应用中，两相输出电压U_α、U_β与三相输出电压U_A、U_B、U_C之间，以及两相电流I_α、I_β与三相电流I_A、I_B、I_C之间可以通过CLARK变换和CLARK逆变换实现相互转换，其中，CLARK变换的变换矩阵可以用C表示，CLARK逆变换的转换矩阵可以用C^逆表示。具体地，

在实际应用中，两相输出电压U_α、U_β与三相输出电压U_A、U_B、U_C之间的转换可以通过以下公式实现：

两相电流I_α、I_β与三相电流I_A、I_B、I_C之间的转换可以通过以下公式实现：

本发明实施例中，由于三相输出电压U_A、U_B、U_C、I_A、I_B、I_C以及C、C^逆已知，根据公式(1)和公式(3)，即可得到两相静止坐标系下的两相电流I_α、I_β和两相输出电压U_α、U_β。

在实际应用中，由于所述永磁同步电机的三相分别串联有测试电感，所述永磁同步电机的电感较大，所述永磁同步电机的电流波纹较小，三相电流I_A、I_B、I_C的测量精度较高，因此，两相静止坐标系下的两相电流I_α、I_β的精度相应较高。

步骤103：根据所述两相电流、所述两相电压、所述永磁同步电机的电感以及所述测试电感的电感，得到所述两相静止坐标系下的两相反电动势。

本发明实施例中，所述永磁同步电机的电感可以用L表示，所述测试电感的电感可以用L_S表示，在实际应用中，L为所述永磁同步电机的标定值，L_S可以在所述测试电感接入所述永磁同步电机之前预先测得。

在实际应用中，可以将所述永磁同步电机的三相输入电压设定为中间变量，并将所述三相输入电压进行CLARK变换，得出所述两相静止坐标系下的两相输入电压并建立包括所述两相输入电压 永磁同步电机的电感L、两相电流I_α、I_β与两相反电动势E_α、E_β的对应关系的第一同步电机模型。然后，再根据所述第一同步电机模型，得到包括两相输出电压U_α、U_β、永磁同步电机的电感L、所述测试电感的电感L_S、两相电流I_α、I_β与两相反电动势E_α、E_β的对应关系的第二同步电机模型，并根据有所述第二同步电机模型，观测得到两相反电动势E_α、E_β。

本发明实施例中，由于所述永磁同步电机的三相分别串联有测试电感，所述永磁同步电机的电感较大，所述永磁同步电机的电流波纹较小，三相电流I_A、I_B、I_C的测量精度较高，两相静止坐标系下的两相电流I_α、I_β的精度相应较高，两相反电动势E_α、E_β的观测精度相应较高。

步骤104：根据所述两相反电动势，得到所述永磁同步电机的转子位置。

在实际应用中，滑膜观测器法通常采用α-β轴下的数学模型构建永磁同步电机的位置观测器，在α-β两项静止坐标系下得到基于扩展反电动势模型的α-β轴下的电压方程，通过等效变换和引入扩展反电动势概念，可是得转子磁极位置信息从电感矩阵中解耦出来，使其只反应在扩展反电动势中，进而可以直接利用扩展反电动势相位信息实现对转子磁极位置观测。

在实际应用中，在检测到所述永磁同步电机的转子位置之后，可以根据所述转子位置对所述永磁同步电机的磁场进行定向控制，以获得较优的驱动效率，提高所述永磁同步电机的效率。

本发明实施例中，由于所述永磁同步电机的三相分别串联有测试电感，所述永磁同步电机的电感较大，所述永磁同步电机的电流波纹较小，三相电流I_A、I_B、I_C的测量精度较高，两相静止坐标系下的两相电流I_α、I_β的精度相应较高，两相反电动势E_α、E_β的观测精度相应较高，因此，根据所述两相反电动势E_α、E_β观测出来的所述永磁同步电机的转子位置的精度也较高。在实际应用中，在所述永磁同步电机的转子位置的观测精度较高的情况下，可以使得所述永磁同步电机的磁场的定向控制的精度相应较高，这样，就可以提高所述永磁同步电机的效率。

综上，本发明实施例所述的永磁同步电机转子位置的检测方法至少包括以下优点：

本发明实施例中，由于所述永磁同步电机的三相分别串联有测试电感，所述永磁同步电机的电感较大，所述永磁同步电机的电流波纹较小，所述永磁电机的三相电流的测量精度较高，两相静止坐标系下的两相电流的精度相应较高，两相反电动势的观测精度相应较高，因此，根据所述两相反电动势观测出来的所述永磁同步电机的转子位置的精度也较高。在实际应用中，在所述永磁同步电机的转子位置的观测精度较高的情况下，可以使得所述永磁同步电机的磁场的定向控制的精度相应较高，这样，就可以提高所述永磁同步电机的效率。

实施例二

参照图2，示出了本发明的另一种永磁同步电机转子位置的检测方法实施例的步骤流程图，具体可以包括如下步骤：

步骤201：测量永磁同步电机的三相电流和三相输出电压，其中，所述永磁同步电机的三相分别串联有测试电感。

具体地，步骤201的具体实现过程参照实施例一中的步骤101即可，在此不做赘述。

步骤202：将所述三相电流和所述三相输出电压进行坐标变换，得到两相静止坐标系下的两相电流和两相输出电压。

具体地，步骤202的具体实现过程参照实施例一种的步骤102即可，在此不做赘述。

步骤203：根据所述永磁同步电机的三相输入电压、所述永磁同步电机的电感和所述两相电流，建立第一同步电机模型，其中，所述同步电机模型包括两相输入电压、所述永磁同步电机的电感、所述两相电流与两相反电动势的对应关系。

在实际应用中，在所述两相静止坐标系中的两轴电感相等的情况下，可以建立被观测的同步电机模型。本发明实施例中，所述第一同步电机模型可以基于所述永磁同步电机的三相输入电压建立。具体地，所述第一同步电机模型可以通过以下步骤建立：

首先，将所述永磁同步电机的三相输入电压设定为中间变量。

具体地，所述永磁同步电机的三相输入电压可以表示为本发明实施例中，三相输入电压仅仅作为中间变量，在后续的推导过程中可以被消除，三相输入电压无需进行测量。

然后，将所述三相输入电压进行CLARK变换，得出所述两相静止坐标系下的两相输入电压。

在实际应用中，所述两相静止坐标系下两相输入电压可以用表示，两相输入电压与三相输入电压转换可以通过以下公式实现：

根据公式(5)，可以得出所述两相静止坐标系下两相输入电压

最后，根据所述两相输入电压、所述永磁同步电机的电感和所述两相电流，建立第一同步电机模型，其中，所述第一同步电机模型包括所述两相输入电压、所述永磁同步电机的电感、所述两相电流与两相反电动势的对应关系。

本发明实施例中，在所述两相静止坐标系中的两轴电感相等的情况下，可以建立被观测的同步电机模型，具体地，所述第一同步电机模型可以如下表示：

其中，R为所述永磁同步电机的电阻，R的值为标定值，永磁同步电机的电感L、两相电流I_α、I_β已知，两相反电动势可以用E_α、E_β表示。由公式(7)和公式(8)可知，两相输入电压与两相电流I_α、I_β，两相反电动势E_α、E_β存在对应关系。

步骤204：根据所述永磁同步电机的三相输入电压、所述测试电感的电感、所述三相电流、所述第一同步电机模型和所述两相输出电压，得到消除了所述三相输入电压的第二同步电机模型，所述第二同步模型中包括所述两相输出电压、所述永磁同步电机的电感、所述测试电感的电感、所述两相电流与两相反电动势的对应关系。

本发明实施例中，所述第二同步电机模型可以基于所述永磁同步电机的三相输入电压建立。具体地，所述第一同步电机模型可以通过以下步骤建立：

首先，根据所述永磁同步电机的三相输入电压、所述测试电感的电感以及所述三相电流，得到计算所述三相输出电压的表达式。

在实际应用中，由于所述永磁同步电机的三相分别串联有所述测试电感，所述永磁同步电机的三相中，每一相的输出电压应该为输入电压和所述测试电感两端的电压之和。因此，根据所述永磁同步电机的三相输入电压 测试电感的电感L_S以及三相电流I_A、I_B、I_C，得到计算所述三相输出电压U_A、U_B、U_C的表达式：

然后，根据所述第一同步电机模型，将所述表达式中的三相输出电压进行CLARK变换，得到消除了所述三相输入电压的第二同步电机模型，其中，所述第二同步模型中包括所述两相输出电压、所述永磁同步电机的电感、所述测试电感的电感、所述两相电流与两相反电动势的对应关系。

具体地，可以对所述表达式公式(9)、公式(10)、公式(11)中的三相输出电压U_A、U_B、U_C进行CLARK变换，得到：

将公式(4)代入公式(12)，可以得出：

将代入公式(13)，即可得出：

将所述第一同步电机模型中的公式(7)、公式(8)代入公式(14)，即可得到消除了三相输入电压的第二同步电机模型：

将公式(15)、公式(16)化简后，即可得出：

由所述第二同步电机模型的公式(17)、公式(18)可知，所述第二同步模型中包括两相输出电压U_α、U_β、所述永磁同步电机的电感L、所述测试电感的电感L_S、两相电流I_α、I_β与两相反电动势E_α、E_β的对应关系。

通过比较所述第二同步电机模型的公式(17)、公式(18)和所述第一同步电机模型的公式(7)、公式(8)可知，在所述永磁同步电机的三相分别串联有测试电感之后，在观测两相反电动势E_α、E_β的过程中，仅用所述永磁同步电机和所述测试电感的电感之和(L_S+L)代替所述永磁同步电机的电感L即可，观测的算法不变，可实施性较高。

步骤205：根据所述第二同步电机模型，得到所述两相反电动势。

在实际应用中，根据所述第二同步电机模型，可以实时得到两相反电动势E_α、E_β。具体地，可以通过滑膜观测器法来观测得到两相反电动势E_α、E_β。

本发明实施例中，由于所述永磁同步电机的三相分别串联有测试电感，所述永磁同步电机的电感较大，所述永磁同步电机的电流波纹较小，三相电流I_A、I_B、I_C的测量精度较高，两相静止坐标系下的两相电流I_α、I_β的精度相应较高，两相反电动势E_α、E_β的观测精度相应较高。

步骤206：根据所述两相反电动势，得到所述永磁同步电机的转子位置。

在实际应用中，滑膜观测器法通常采用α-β轴下的数学模型构建永磁同步电机的位置观测器，在α-β两项静止坐标系下得到基于扩展反电动势模型的α-β轴下的电压方程，通过等效变换和引入扩展反电动势概念，可是得转子磁极位置信息从电感矩阵中解耦出来，使其只反应在扩展反电动势中，进而可以直接利用扩展反电动势相位信息实现对转子磁极位置观测。

例如，可以通过以下公式来估算所述永磁同步电机的转子位置角θ：

在实际应用中，在检测到所述永磁同步电机的转子位置之后，可以根据所述转子位置对所述永磁同步电机的磁场进行定向控制，以获得较优的驱动效率，提高所述永磁同步电机的效率。

本发明实施例中，由于所述永磁同步电机的三相分别串联有测试电感，所述永磁同步电机的电感较大，所述永磁同步电机的电流波纹较小，三相电流I_A、I_B、I_C的测量精度较高，两相静止坐标系下的两相电流I_α、I_β的精度相应较高，两相反电动势E_α、E_β的观测精度相应较高，因此，根据所述两相反电动势E_α、E_β观测出来的所述永磁同步电机的转子位置的精度也较高。在实际应用中，在所述永磁同步电机的转子位置的观测精度较高的情况下，可以使得所述永磁同步电机的磁场的定向控制的精度相应较高，这样，就可以提高所述永磁同步电机的效率。

综上，本发明实施例所述的永磁同步电机转子位置的检测方法至少包括以下优点：

本发明实施例中，由于所述永磁同步电机的三相分别串联有测试电感，所述永磁同步电机的电感较大，所述永磁同步电机的电流波纹较小，所述永磁电机的三相电流的测量精度较高，两相静止坐标系下的两相电流的精度相应较高，两相反电动势的观测精度相应较高，因此，根据所述两相反电动势观测出来的所述永磁同步电机的转子位置的精度也较高。在实际应用中，在所述永磁同步电机的转子位置的观测精度较高的情况下，可以使得所述永磁同步电机的磁场的定向控制的精度相应较高，这样，就可以提高所述永磁同步电机的效率。而且，本发明实施例中，在所述永磁同步电机的三相分别串联有测试电感之后，在观测所述两相反电动势的过程中，仅用所述永磁同步电机和所述测试电感的电感之和代替所述永磁同步电机的电感即可，观测的算法不变，可实施性较高。

需要说明的是，对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本发明实施例所必须的。

实施例三

参照图3，示出了本发明的一种永磁同步电机转子位置的检测装置实施例的结构框图，检测装置300具体可以包括如下模块：

测量模块301，用于测量永磁同步电机的三相电流和三相输出电压，其中，所述永磁同步电机的三相分别串联有测试电感。

坐标转换模块302，用于将所述三相电流和所述三相输出电压进行坐标变换，得到两相静止坐标系下的两相电流和两相输出电压。

反电动势计算模块303，用于根据所述两相电流、所述两相输出电压、所述永磁同步电机的电感以及所述测试电感的电感，得到所述两相静止坐标系下的两相反电动势。

转子位置确定模块304，根据所述两相反电动势，得到所述永磁同步电机的转子位置。

综上，本发明实施例所述的永磁同步电机转子位置的检测装置至少包括以下优点：

本发明实施例中，由于所述永磁同步电机的三相分别串联有测试电感，所述永磁同步电机的电感较大，所述永磁同步电机的电流波纹较小，所述永磁电机的三相电流的测量精度较高，两相静止坐标系下的两相电流的精度相应较高，两相反电动势的观测精度相应较高，因此，根据所述两相反电动势观测出来的所述永磁同步电机的转子位置的精度也较高。在实际应用中，在所述永磁同步电机的转子位置的观测精度较高的情况下，可以使得所述永磁同步电机的磁场的定向控制的精度相应较高，这样，就可以提高所述永磁同步电机的效率。

实施例四

参照图4，示出了本发明的另一种永磁同步电机转子位置的检测装置实施例的结构框图，检测装置400具体可以包括如下模块：

测量模块401，用于测量永磁同步电机的三相电流和三相输出电压，其中，所述永磁同步电机的三相分别串联有测试电感。

坐标转换模块402，用于将所述三相电流和所述三相输出电压进行坐标变换，得到两相静止坐标系下的两相电流和两相输出电压。

反电动势计算模块403，用于根据所述两相电流、所述两相输出电压、所述永磁同步电机的电感以及所述测试电感的电感，得到所述两相静止坐标系下的两相反电动势。

转子位置确定模块404，根据所述两相反电动势，得到所述永磁同步电机的转子位置。

可选地，反电动势计算模块403可以包括：

第一同步电机模型建立子模块4031，用于根据所述永磁同步电机的三相输入电压、所述永磁同步电机的电感和所述两相电流，建立第一同步电机模型，其中，所述第一同步电机模型包括两相输入电压、所述永磁同步电机的电感、所述两相电流与两相反电动势的对应关系。

第二同步电机模型建立子模块4032，用于根据所述永磁同步电机的三相输入电压、所述测试电感的电感、所述三相电流、所述第一同步电机模型和所述两相输出电压，得到消除了所述三相输入电压的第二同步电机模型，所述第二同步模型中包括所述两相输出电压、所述永磁同步电机的电感、所述测试电感的电感、所述两相电流与两相反电动势的对应关系。

两相反电动势计算子模块4033，用于根据所述第二同步电机模型，得到所述两相反电动势。

可选地，第一同步电机模型建立子模块4031可以包括：

中间变量设定单元，用于将所述永磁同步电机的三相输入电压设定为中间变量。

坐标变换单元，用于将所述三相输入电压进行CLARK变换，得出所述两相静止坐标系下的两相输入电压。

第一同步电机模型建立单元，用于根据所述两相输入电压、所述永磁同步电机的电感和所述两相电流，建立第一同步电机模型，其中，所述第一同步电机模型包括所述两相输入电压、所述永磁同步电机的电感、所述两相电流与两相反电动势的对应关系。

可选地，第二同步电机模型建立子模块4032可以包括：

三相输出电压表达式建立单元，用于根据所述永磁同步电机的三相输入电压、所述测试电感的电感以及所述三相电流，得到计算所述三相输出电压的表达式。

第一同步电机模型建立单元，用于根据所述第一同步电机模型和所述两相输出电压，将所述表达式中的三相输出电压进行CLARK变换，得到消除了所述三相输入电压的第二同步电机模型，其中，所述第二同步模型中包括所述两相输出电压、所述永磁同步电机的电感、所述测试电感的电感、所述两相电流与两相反电动势的对应关系。

可选地，所述三相电流为所述永磁同步电机的三相分别串联所述测试电感后的三相输入电流或者三相输出电流，所述三相输出电压为所述永磁同步电机的三相分别串联所述测试电感后的三相输出电压。

综上，本发明实施例所述的永磁同步电机转子位置的检测装置至少包括以下优点：

本发明实施例中，由于所述永磁同步电机的三相分别串联有测试电感，所述永磁同步电机的电感较大，所述永磁同步电机的电流波纹较小，所述永磁电机的三相电流的测量精度较高，两相静止坐标系下的两相电流的精度相应较高，两相反电动势的观测精度相应较高，因此，根据所述两相反电动势观测出来的所述永磁同步电机的转子位置的精度也较高。在实际应用中，在所述永磁同步电机的转子位置的观测精度较高的情况下，可以使得所述永磁同步电机的磁场的定向控制的精度相应较高，这样，就可以提高所述永磁同步电机的效率。而且，本发明实施例中，在所述永磁同步电机的三相分别串联有测试电感之后，在观测所述两相反电动势的过程中，仅用所述永磁同步电机和所述测试电感的电感之和代替所述永磁同步电机的电感即可，观测的算法不变，可实施性较高。

对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

实施例五

本发明实施例还提供了一种通气治疗设备，所述通气治疗设备包括但不局限于制氧机、家用呼吸机、医用呼吸机、高流量氧疗仪等设备中的任意一种。具体地，所述通气治疗设备可以包括：永磁同步电机；一个或多个处理器；存储器；和一个或多个程序，其中所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由所述一个或多个处理器执行，所述程序包括用于执行以下步骤的指令：测量永磁同步电机的三相电流和三相输出电压，其中，所述永磁同步电机的三相分别串联有测试电感；将所述三相电流和所述三相输出电压进行坐标变换，得到两相静止坐标系下的两相电流和两相输出电压；根据所述两相电流、所述两相输出电压、所述永磁同步电机的电感以及所述测试电感的电感，得到所述两相静止坐标系下的两相反电动势；根据所述两相反电动势，得到所述永磁同步电机的转子位置。

在实际应用中，所述永磁同步电机可以作为所述通气治疗设备中的驱动件，用于给所述通气治疗设备中的风机加压。具体地，由于所述通气治疗设备的永磁同步电机的三相分别串联有测试电感，所述永磁同步电机的电感较大，所述永磁同步电机的电流波纹较小，所述永磁电机的三相电流的测量精度较高，两相静止坐标系下的两相电流的精度相应较高，两相反电动势的观测精度相应较高，因此，根据所述两相反电动势观测出来的所述永磁同步电机的转子位置的精度也较高。在实际应用中，在所述永磁同步电机的转子位置的观测精度较高的情况下，可以使得所述永磁同步电机的磁场的定向控制的精度相应较高，这样，就可以提高所述永磁同步电机的效率，进而，可以提高所述通气治疗设备的风机加压效率。

综上，本发明实施例所述的通气治疗设备至少包括以下优点：

本发明实施例中，由于所述通气治疗设备的永磁同步电机的三相分别串联有测试电感，所述永磁同步电机的电感较大，所述永磁同步电机的电流波纹较小，所述永磁电机的三相电流的测量精度较高，两相静止坐标系下的两相电流的精度相应较高，两相反电动势的观测精度相应较高，因此，根据所述两相反电动势观测出来的所述永磁同步电机的转子位置的精度也较高。在实际应用中，在所述永磁同步电机的转子位置的观测精度较高的情况下，可以使得所述永磁同步电机的磁场的定向控制的精度相应较高，这样，就可以提高所述永磁同步电机的效率，进而，可以提高所述通气治疗设备的风机加压效率。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

本领域内的技术人员应明白，本发明实施例的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本发明实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做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实施例范围的所有变更和修改。

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、物品或者终端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、物品或者终端设备所固有的要素。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、物品或者终端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转子位置的检测方法和一种永磁同步电机转子位置的检测装置，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 (11)

1.一种永磁同步电机转子位置的检测方法，其特征在于，包括：

测量永磁同步电机的三相电流和三相输出电压，其中，所述永磁同步电机的三相分别串联有测试电感；

将所述三相电流和所述三相输出电压进行坐标变换，得到两相静止坐标系下的两相电流和两相输出电压；

根据所述两相电流、所述两相输出电压、所述永磁同步电机的电感以及所述测试电感的电感，得到所述两相静止坐标系下的两相反电动势；

根据所述两相反电动势，得到所述永磁同步电机的转子位置。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述两相电流、所述两相输出电压、所述永磁同步电机的电感以及所述测试电感的电感，得到所述两相静止坐标系下的两相反电动势的步骤，包括：

根据所述永磁同步电机的三相输入电压、所述永磁同步电机的电感和所述两相电流，建立第一同步电机模型，其中，所述第一同步电机模型包括两相输入电压、所述永磁同步电机的电感、所述两相电流与两相反电动势的对应关系；

根据所述永磁同步电机的三相输入电压、所述测试电感的电感、所述三相电流、所述第一同步电机模型和所述两相输出电压，得到消除了所述三相输入电压的第二同步电机模型，所述第二同步模型中包括所述两相输出电压、所述永磁同步电机的电感、所述测试电感的电感、所述两相电流与两相反电动势的对应关系；

根据所述第二同步电机模型，得到所述两相反电动势。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述永磁同步电机的三相输入电压、所述永磁同步电机的电感和所述两相电流，建立第一同步电机模型，其中，所述第一同步电机模型包括两相输入电压、所述永磁同步电机的电感、所述两相电流与两相反电动势的对应关系的步骤，包括：

将所述永磁同步电机的三相输入电压设定为中间变量；

将所述三相输入电压进行CLARK变换，得出所述两相静止坐标系下的两相输入电压；

根据所述两相输入电压、所述永磁同步电机的电感和所述两相电流，建立第一同步电机模型，其中，所述第一同步电机模型包括所述两相输入电压、所述永磁同步电机的电感、所述两相电流与两相反电动势的对应关系。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述永磁同步电机的三相输入电压、所述测试电感的电感、所述三相电流、所述第一同步电机模型和所述两相输出电压，得到消除了所述三相输入电压的第二同步电机模型，所述第二同步模型中包括所述两相输出电压、所述永磁同步电机的电感、所述测试电感的电感、所述两相电流与两相反电动势的对应关系的步骤，包括：

根据所述永磁同步电机的三相输入电压、所述测试电感的电感以及所述三相电流，得到计算所述三相输出电压的表达式；

根据所述第一同步电机模型和所述两相输出电压，将所述表达式中的三相输出电压进行CLARK变换，得到消除了所述三相输入电压的第二同步电机模型，其中，所述第二同步模型中包括所述两相输出电压、所述永磁同步电机的电感、所述测试电感的电感、所述两相电流与两相反电动势的对应关系。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述三相电流为所述永磁同步电机的三相分别串联所述测试电感后的三相输入电流或者三相输出电流，所述三相输出电压为所述永磁同步电机的三相分别串联所述测试电感后的三相输出电压。

6.一种永磁同步电机转子位置的检测装置，其特征在于，包括：

测量模块，用于测量永磁同步电机的三相电流和三相输出电压，其中，所述永磁同步电机的三相分别串联有测试电感；

坐标转换模块，用于将所述三相电流和所述三相输出电压进行坐标变换，得到两相静止坐标系下的两相电流和两相输出电压；

反电动势计算模块，用于根据所述两相电流、所述两相输出电压、所述永磁同步电机的电感以及所述测试电感的电感，得到所述两相静止坐标系下的两相反电动势；

转子位置确定模块，根据所述两相反电动势，得到所述永磁同步电机的转子位置。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述反电动势计算模块包括：

第一同步电机模型建立子模块，用于根据所述永磁同步电机的三相输入电压、所述永磁同步电机的电感和所述两相电流，建立第一同步电机模型，其中，所述第一同步电机模型包括两相输入电压、所述永磁同步电机的电感、所述两相电流与两相反电动势的对应关系；

第二同步电机模型建立子模块，用于根据所述永磁同步电机的三相输入电压、所述测试电感的电感、所述三相电流、所述第一同步电机模型和所述两相输出电压，得到消除了所述三相输入电压的第二同步电机模型，所述第二同步模型中包括所述两相输出电压、所述永磁同步电机的电感、所述测试电感的电感、所述两相电流与两相反电动势的对应关系；

两相反电动势计算子模块，用于根据所述第二同步电机模型，得到所述两相反电动势。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一同步电机模型建立子模块包括：

中间变量设定单元，用于将所述永磁同步电机的三相输入电压设定为中间变量；

坐标变换单元，用于将所述三相输入电压进行CLARK变换，得出所述两相静止坐标系下的两相输入电压；

第一同步电机模型建立单元，用于根据所述两相输入电压、所述永磁同步电机的电感和所述两相电流，建立第一同步电机模型，其中，所述第一同步电机模型包括所述两相输入电压、所述永磁同步电机的电感、所述两相电流与两相反电动势的对应关系。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第二同步电机模型建立子模块包括：

三相输出电压表达式建立单元，用于根据所述永磁同步电机的三相输入电压、所述测试电感的电感以及所述三相电流，得到计算所述三相输出电压的表达式；

第一同步电机模型建立单元，用于根据所述第一同步电机模型和所述两相输出电压，将所述表达式中的三相输出电压进行CLARK变换，得到消除了所述三相输入电压的第二同步电机模型，其中，所述第二同步模型中包括所述两相输出电压、所述永磁同步电机的电感、所述测试电感的电感、所述两相电流与两相反电动势的对应关系。

10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述三相电流为所述永磁同步电机的三相分别串联所述测试电感后的三相输入电流或者三相输出电流，所述三相输出电压为所述永磁同步电机的三相分别串联所述测试电感后的三相输出电压。

11.一种通气治疗设备，其特征在于，所述通气治疗设备包括：

永磁同步电机；

一个或多个处理器；

存储器；和

一个或多个程序，其中所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由所述一个或多个处理器执行，所述程序包括用于执行以下步骤的指令：

测量永磁同步电机的三相电流和三相输出电压，其中，所述永磁同步电机的三相分别串联有测试电感；

将所述三相电流和所述三相输出电压进行坐标变换，得到两相静止坐标系下的两相电流和两相输出电压；

根据所述两相电流、所述两相输出电压、所述永磁同步电机的电感以及所述测试电感的电感，得到所述两相静止坐标系下的两相反电动势；

根据所述两相反电动势，得到所述永磁同步电机的转子位置。