CN114123870A - 一种基于高频注入的永磁电机位置检测方法 - Google Patents
一种基于高频注入的永磁电机位置检测方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114123870A CN114123870A CN202111326357.5A CN202111326357A CN114123870A CN 114123870 A CN114123870 A CN 114123870A CN 202111326357 A CN202111326357 A CN 202111326357A CN 114123870 A CN114123870 A CN 114123870A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- frequency
- rotor
- phase
- locked loop
- calculating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 238000002347 injection Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 239000007924 injection Substances 0.000 title claims abstract description 12
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims abstract description 22
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000009499 grossing Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000010354 integration Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 abstract description 4
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/08—Arrangements for controlling the speed or torque of a single motor
- H02P6/085—Arrangements for controlling the speed or torque of a single motor in a bridge configuration
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
- H02P21/14—Estimation or adaptation of machine parameters, e.g. flux, current or voltage
- H02P21/18—Estimation of position or speed
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
- H02P25/02—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
- H02P25/022—Synchronous motors
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/14—Electronic commutators
- H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P2207/00—Indexing scheme relating to controlling arrangements characterised by the type of motor
- H02P2207/05—Synchronous machines, e.g. with permanent magnets or DC excitation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Abstract
本发明适用于永磁电机位置检测领域,提供了一种基于高频注入的永磁电机位置检测方法,根据电机绕组中产生的高频旋转电压,计算出高频旋转电压的分量;根据电机模型计算出反电动势,通过积分得到转子磁通,并通过带通滤波器得到转子磁通中的高频分量;通过反正切运算计算出转子角度,然后经过锁相环对计算出来的转子角度做平滑处理,经过锁相环出来的估计角度作为最终的检测结果。解决利用凸极性计算电感法及基于高频注入的负序电流法等,计算复杂,提取负序电流需要大量的正余弦运算和数字滤波,并会带来信号相位的延时,另外负序电流的幅值是比较小的,采用反正切算法的精度并不是很高,均会影响位置估算精度的技术问题。
Description
技术领域
本发明属于永磁电机位置检测领域,尤其涉及一种基于高频注入的永磁电机位置检测方法。
背景技术
永磁电机是一种自我换向型电机,运行中需要准确获取转子的位置。变频器通过三相逆变桥将幅值、频率和相位可变的空间电压矢量加到电机端实现电机的启动和运行,三相逆变桥是一个非线性的电力电子器件,存在死区、管压降、开通关断延时等问题,会造成电机输入电压的失真。电机低速运行时,反电势的幅值较小,严重的输入电压失真会导致利用电机模型来计算转子实时位置变得极为困难,精准度很低。
现有的低速转子位置估算方法分为以下两类:利用凸极性计算电感法,基于高频注入的负序电流法等。然而,这些方法有依赖电机输入电压、南北极容易误判、产生噪音、需要大量的三角运算和滤波处理等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于高频注入的永磁电机位置检测方法,旨在解决现有技术中利用凸极性计算电感法及基于高频注入的负序电流法等,这些方法有依赖电机输入电压、南北极容易误判、产生噪音、需要大量的三角运算和滤波处理,导致计算复杂,并且提取负序电流需要大量的正余弦运算和数字滤波,并会带来信号相位的延时,另外负序电流的幅值是比较小的,采用反正切算法的精度并不是很高,均会影响位置估算精度的技术问题。
本发明是这样实现的,一种基于高频注入的永磁电机位置检测方法,所述永磁电机位置检测方法包括以下步骤:
步骤S1:根据电机绕组中产生的高频旋转电压,计算出高频旋转电压的分量;
步骤S2:根据电机模型计算出反电动势,通过积分得到转子磁通,并通过带通滤波器得到转子磁通中的高频分量;
步骤S3:通过反正切运算计算出转子角度,然后经过锁相环对计算出来的转子角度做平滑处理,经过锁相环出来的估计角度作为最终的检测结果。
本发明的进一步技术方案是:所述步骤S1的具体步骤为根据电机绕组中产生的高频旋转电压,计算出高频旋转电压的分量αβ,计算公式为
其中,Um为高频旋转电压的模值,ω为高频旋转电压的数字角频率。
本发明的进一步技术方案是:所述步骤S2的具体步骤为根据电机模型计算出反电动势,通过积分得到转子磁通,并通过带通滤波器得到转子磁通中的高频分量,包括如下两个步骤:
其中,b0,b1,b2,a1,a2为带通滤波器的系数。
本发明的进一步技术方案是:所述步骤S3的具体步骤为通过反正切运算计算出转子角度,然后经过锁相环对计算出来的转子角度做平滑处理,经过锁相环出来的估计角度作为最终的检测结果,包括如下两个步骤:
步骤S31:通过反正切运算计算出转子角度θ(n),具体计算公式为
步骤S32:经过锁相环对估计的转子位置做平滑处理,得到最终的估计角度θPLL(n),具体计算公式为
其中,θe(n)为角度误差,Kp和Ki为锁相环的参数。
本发明的有益效果是:此种永磁电机位置检测方法根据电机低速运行时输入电压频率较低,可以在输入电压中叠加一个相对频率较高的电压信号,在低速运行区间利用电机高频模型来计算转子位置可以避免输入电压失真的干扰,在低速运行时在输入电压中叠加高频电压信号,然后利用电机模型计算转子磁通量,并通过带通滤波器滤出高频电压信号产生的转子磁通量,通过反正切运算计算出转子的角度,为了减小高频信号带来的高频振动,通过锁相环对计算出来的转子角度做平滑处理,经过锁相环出来的估计角度作为最终的检测结果。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种基于高频注入的永磁电机位置检测方法的流程框图。
具体实施方式
图1示出了本发明提供的一种基于高频注入的永磁电机位置检测方法,所述永磁电机位置检测方法包括以下步骤:
步骤S1:根据电机绕组中产生的高频旋转电压,计算出高频旋转电压的分量;具体步骤为根据电机绕组中产生的高频旋转电压,计算出高频旋转电压的分量αβ,计算公式为
其中,Um为高频旋转电压的模值,ω为高频旋转电压的数字角频率。
步骤S2:根据电机模型计算出反电动势,通过积分得到转子磁通,并通过带通滤波器得到转子磁通中的高频分量;具体步骤包括如下两个步骤:
其中,b0,b1,b2,a1,a2为带通滤波器的系数。
步骤S3:通过反正切运算计算出转子角度,然后经过锁相环对计算出来的转子角度做平滑处理,经过锁相环出来的估计角度作为最终的检测结果;具体步骤包括如下两个步骤:
步骤S31:通过反正切运算计算出转子角度θ(n),具体计算公式为
步骤S32:经过锁相环对估计的转子位置做平滑处理,得到最终的估计角度θPLL(n),具体计算公式为
其中,θe(n)为角度误差,Kp和Ki为锁相环的参数。
此种永磁电机位置检测方法根据电机低速运行时输入电压频率较低,可以在输入电压中叠加一个相对频率较高的电压信号,在低速运行区间利用电机高频模型来计算转子位置可以避免输入电压失真的干扰,在低速运行时在输入电压中叠加高频电压信号,然后利用电机模型计算转子磁通量,并通过带通滤波器滤出高频电压信号产生的转子磁通量,通过反正切运算计算出转子的角度,为了减小高频信号带来的高频振动,通过锁相环对计算出来的转子角度做平滑处理,经过锁相环出来的估计角度作为最终的检测结果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种基于高频注入的永磁电机位置检测方法,其特征在于,所述永磁电机位置检测方法包括以下步骤:
步骤S1:根据电机绕组中产生的高频旋转电压,计算出高频旋转电压的分量;
步骤S2:根据电机模型计算出反电动势,通过积分得到转子磁通,并通过带通滤波器得到转子磁通中的高频分量;
步骤S3:通过反正切运算计算出转子角度,然后经过锁相环对计算出来的转子角度做平滑处理,经过锁相环出来的估计角度作为最终的检测结果。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111326357.5A CN114123870B (zh) | 2021-11-10 | 2021-11-10 | 一种基于高频注入的永磁电机位置检测方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111326357.5A CN114123870B (zh) | 2021-11-10 | 2021-11-10 | 一种基于高频注入的永磁电机位置检测方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114123870A true CN114123870A (zh) | 2022-03-01 |
CN114123870B CN114123870B (zh) | 2024-02-20 |
Family
ID=80378100
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202111326357.5A Active CN114123870B (zh) | 2021-11-10 | 2021-11-10 | 一种基于高频注入的永磁电机位置检测方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN114123870B (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115021625A (zh) * | 2022-06-15 | 2022-09-06 | 杭州士腾科技有限公司 | 永磁同步电机的位置解析电路、方法及其控制电路和系统 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107171610A (zh) * | 2017-06-29 | 2017-09-15 | 广东美芝制冷设备有限公司 | 转子位置估计方法、转子位置估计装置及电机 |
CN108306569A (zh) * | 2018-02-02 | 2018-07-20 | 华中科技大学 | 基于广义积分器的永磁同步电机无速度控制方法及系统 |
CN109889117A (zh) * | 2019-04-04 | 2019-06-14 | 合肥工业大学 | 基于旋转高频注入法的ipmsm位置观测方法、系统及驱动系统 |
CN110601632A (zh) * | 2019-09-05 | 2019-12-20 | 深圳市振邦智能科技股份有限公司 | 一种永磁同步电机的转子初始位置的估算方法及系统 |
CN111464105A (zh) * | 2020-05-15 | 2020-07-28 | 华中科技大学 | 一种永磁同步电机初始位置检测方法 |
-
2021
- 2021-11-10 CN CN202111326357.5A patent/CN114123870B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107171610A (zh) * | 2017-06-29 | 2017-09-15 | 广东美芝制冷设备有限公司 | 转子位置估计方法、转子位置估计装置及电机 |
CN108306569A (zh) * | 2018-02-02 | 2018-07-20 | 华中科技大学 | 基于广义积分器的永磁同步电机无速度控制方法及系统 |
CN109889117A (zh) * | 2019-04-04 | 2019-06-14 | 合肥工业大学 | 基于旋转高频注入法的ipmsm位置观测方法、系统及驱动系统 |
CN110601632A (zh) * | 2019-09-05 | 2019-12-20 | 深圳市振邦智能科技股份有限公司 | 一种永磁同步电机的转子初始位置的估算方法及系统 |
CN111464105A (zh) * | 2020-05-15 | 2020-07-28 | 华中科技大学 | 一种永磁同步电机初始位置检测方法 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115021625A (zh) * | 2022-06-15 | 2022-09-06 | 杭州士腾科技有限公司 | 永磁同步电机的位置解析电路、方法及其控制电路和系统 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN114123870B (zh) | 2024-02-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110429886B (zh) | 一种永磁同步电机低速域转子位置辨识方法 | |
CN106788071B (zh) | 一种提高永磁同步电机转子位置估计精度的方法 | |
CN109245647B (zh) | 基于脉振高频注入的永磁同步电机无传感器控制方法 | |
CN109889117B (zh) | 基于旋转高频注入法的ipmsm位置观测方法、系统及驱动系统 | |
CN107508521B (zh) | 一种永磁同步电机的无速度传感器控制方法和系统 | |
CN110048655A (zh) | 反电势基波提取的永磁同步电机无位置传感器控制系统 | |
CN105356806A (zh) | 一种采用方波注入的永磁同步电机无位置传感器控制方法 | |
CN107395086B (zh) | 一种内置式永磁同步电机转子初始位置检测方法 | |
CN109639205B (zh) | 基于高频方波注入无位置传感器控制的位置误差消除方法 | |
CN114268261A (zh) | 一种旋转变压器输出信号直流偏置误差补偿方法 | |
CN112910329A (zh) | 一种基于移动均值滤波器的pmsm无位置传感器控制方法 | |
CN108306569A (zh) | 基于广义积分器的永磁同步电机无速度控制方法及系统 | |
CN108258963A (zh) | 永磁同步电机转子位置辨识方法 | |
CN114123870B (zh) | 一种基于高频注入的永磁电机位置检测方法 | |
KR20180019920A (ko) | 전동기의 회전자 각도 추정 장치 및 방법 | |
CN111293946B (zh) | 一种电机谐波电流的抑制方法 | |
CN110165955A (zh) | 基于准比例谐振控制器的永磁同步电机电感参数辨识方法 | |
CN107979319A (zh) | 一种表贴式三相永磁同步电机转子磁极初始位置定位方法 | |
Lei et al. | Research on novel high frequency signal extraction method based on extended Kalman filter theory | |
Noguchi et al. | Mechanical-sensorless permanent-magnet motor drive using relative phase information of harmonic currents caused by frequency-modulated three-phase PWM carriers | |
CN114050755B (zh) | 基于高频旋转电压注入的永磁同步电机位置观测改进算法 | |
CN112636657B (zh) | 一种表贴式永磁同步电机初始位置检测方法 | |
CN115065287A (zh) | 一种全速域无传感器非线性加权控制方法 | |
CN109510545B (zh) | 一种超高速永磁同步电机转子位置检测方法及电路 | |
CN108270373A (zh) | 一种永磁同步电机转子位置检测方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |