CN117544044A - 电机控制方法以及永磁同步电机驱动系统 - Google Patents

电机控制方法以及永磁同步电机驱动系统 Download PDF

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CN117544044A CN202311514711.6A CN202311514711A CN117544044A CN 117544044 A CN117544044 A CN 117544044A CN 202311514711 A CN202311514711 A CN 202311514711A CN 117544044 A CN117544044 A CN 117544044A
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侯永乐
仝晨安
王武斌
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Tuoer Microelectronics Co ltd
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Abstract

本申请提供了一种电机控制方法以及永磁同步电机驱动系统，其中，该方法包括：有效反电势观测器根据电机的输出电流和输出电压，确定电机的有效反电势电压幅值、电机的转子位置以及电机的转速，再根据有效反电势电压幅值，确定是否向注入电流控制模块发送注入信号，若是，则向注入电流控制模块发送注入信号，注入电流控制模块响应注入信号，向电机注入电流信号，将电机的转子位置以及电机的转速输入驱动电路，最后由驱动电路根据电机的转子位置以及电机的转速对电机进行控制。本申请的方法仅采用一种观测器就可以在在全速范围内实现对电机转子位置和转速的估计，降低了系统控制的复杂度和调试难度。

Description

电机控制方法以及永磁同步电机驱动系统
技术领域
本申请涉及电机控制技术领域，具体而言，涉及一种电机控制方法以及永磁同步电机驱动系统。
背景技术
内置式永磁同步电机驱动系统通常采用扩展反电势观测器来估计电机的转子位置和转速，但是在电机转速接近零速时，稳态条件下的扩展反电势幅值也会接近零，从而导致扩展反电势观测器在电机零低速工况条件下不能正确估计出电机的转子位置和转速。
现有技术中是在电机零低速工况条件下采用高频注入法来估计电机的转子位置和转速，而在电机中高速工况条件下采用扩展反电势观测器来估计电机的转子位置和转速。
但是，现有技术会涉及到两种控制策略切换的问题，且高频注入法的实现通常需要单独设计调制解调滤波器，这些都会增加系统的复杂度和调试难度。
发明内容
本申请的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种电机控制方法以及永磁同步电机驱动系统，以解决现有技术中永磁同步电机驱动系统采用两种策略进行控制造成的系统复杂度高、调试难度大的问题。
为实现上述目的，本申请采用的技术方案如下：
第一方面，本申请提供了一种电机控制方法，应用于永磁同步电机驱动系统，所述永磁同步电机驱动系统包括：电机、有效反电势观测器、注入电流控制模块以及驱动电路，所述方法包括：
所述有效反电势观测器根据所述电机的输出电流和输出电压，确定所述电机的有效反电势电压幅值、所述电机的转子位置以及所述电机的转速；
所述有效反电势观测器根据所述有效反电势电压幅值，确定是否向所述注入电流控制模块发送注入信号，若是，则向所述注入电流控制模块发送注入信号，所述注入电流控制模块响应所述注入信号，向所述电机注入电流信号；
所述有效反电势观测器将所述电机的转子位置以及所述电机的转速输入所述驱动电路；
所述驱动电路根据所述电机的转子位置以及所述电机的转速对所述电机进行控制。
可选的，所述有效反电势观测器根据所述电机的输出电流和输出电压，确定所述电机的有效反电势电压幅值、所述电机的转子位置以及所述电机的转速，包括：
所述有效反电势观测器根据所述输出电流以及所述输出电压确定所述有效反电势电压幅值；
所述有效反电势观测器基于所述有效反电势电压幅值确定所述电机的转子位置以及所述电机的转速。
可选的，所述有效反电势观测器根据所述输出电流以及所述输出电压确定所述有效反电势电压幅值，包括：
根据所述输出电压以及所述输出电流确定有效反电势电压；
根据所述有效反电势电压确定所述有效反电势电压幅值。
可选的，所述有效反电势观测器基于所述有效反电势电压幅值确定所述电机的转子位置以及所述电机的转速，包括：
根据所述有效反电势电压幅值确定所述电机的转子位置；
根据所述电机的转子位置确定所述电机的转速。
可选的，所述有效反电势观测器根据所述有效反电势电压幅值，确定是否向所述注入电流控制模块发送注入信号，包括：
若所述有效反电势电压幅值小于或等于预设值，则确定向所述注入电
流控制模块发送注入信号。
可选的，所述有效反电势观测器根据所述有效反电势电压幅值，确定是否向所述注入电流控制模块发送注入信号之后，还包括：
若所述有效反电势电压幅值大于预设值，则停止向所述注入电流控制模块发送注入信号。
可选的，所述电流信号为斜率满足预设条件的直轴电流信号。
第二方面，本申请提供了一种永磁同步电机驱动系统，所述装置包括：电机、有效反电势观测器、注入电流驱动电路以及驱动电路；其中：
所述驱动电路的输出端与所述电机连接，所述电机与所述有效反电势观测器的输入端连接，所述有效反电势观测器的第一输出端与所述注入电流控制模块的输入端连接，所述有效反电势观测器的第二输出端与所述驱动电路连接，所述注入电流控制模块的输出端与所述驱动电路连接；
所述有效反电势观测器用于执行如第一方面所述的电机控制方法中所述有效反电势观测器所执行的步骤；
所述注入电流控制模块用于执行如第一方面所述的电机控制方法中所述注入电流控制模块所执行的步骤；
所述驱动电路用于执行如第一方面所述的电机控制方法中所述驱动电路所执行的步骤；
所述电机用于执行如第一方面所述的电机控制方法中所述电机所执行的步骤。
可选的，所述驱动电路包括：调节转换模块、脉冲宽度调制模块以及逆变器；
所述调节转换模块的第一输入端与所述有效反电势观测器的第二输出端连接，所述调节转换模块的第二输入端与所述注入电流控制模块的输出端连接；
所述调节转换模块的输出端与所述脉冲宽度调制模块的输入端连接，所述脉冲宽度调制模块的输出端与所述逆变器的输出端连接；
所述逆变器的输出端与所述电机连接，所述调节转换模块的第三输入端与所述逆变器的输出端连接。
可选的，所述调节转换模块包括：第一转换模块、第二转换模块、转速调节器以及电流调节器；
所述第一转换模块的第一输入端与所述有效反电势观测器的第二输出端连接，所述第一转换模块的第二输入端作为所述调节转换模块的第三输入端与所述逆变器的输出端连接，所述第一转换模块的第一输出端与所述转速调节器的一端连接，所述第一转换模块的第二输出端与所述电流调节器的输入端连接；
所述转速调节器的另一端与所述电流调节器的输入端连接，所述电流调节器的输出端与所述第二转换模块的输入端连接；
所述第二转换模块的输出端与所述脉冲宽度调制模块的输入端连接，所述脉冲宽度调制模块的输出端与所述逆变器的输入端连接。
本申请的有益效果是：通过有效反电势观测器确定有效反电势电压幅值，并在电机运行过程中根据有效反电势电压幅值向电机注入电流信号，仅采用一种观测器就可以在在全速范围内实现对电机转子位置和转速的估计，无需另外设计调制解调滤波器，且不涉及多种控制策略的切换。相比于现有技术，不仅降低了永磁同步电机驱动系统控制的复杂度，而且降低了调试难度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1示出了本申请实施例提供的一种永磁同步电机驱动系统的架构示意图；
图2示出了本申请实施例提供的一种电机控制方法的流程图；
图3示出了本申请实施例提供的一种直轴电流信号的示例图；
图4示出了本申请实施例提供的一种确定有效反电势电压幅值、电机转子位置以及转速的流程图；
图5示出了本申请实施例提供的一种确定有效反电势电压幅值的流程图；
图6示出了本申请实施例提供的一种确定电机转子位置以及转速的流程图；
图7示出了本申请实施例提供的一种电机控制方法的整体流程图；
图8示出了本申请实施例提供的一种永磁同步电机驱动系统架构的示意图；
图9示出了本申请实施例提供的又一种永磁同步电机驱动系统架构的示意图；
图10示出了本申请实施例提供的一种永磁同步电机驱动系统的架构框图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解，本申请中附图仅起到说明和描述的目的，并不用于限定本申请的保护范围。另外，应当理解，示意性的附图并未按实物比例绘制。本申请中使用的流程图示出了根据本申请的一些实施例实现的操作。应该理解，流程图的操作可以不按顺序实现，没有逻辑的上下文关系的步骤可以反转顺序或者同时实施。此外，本领域技术人员在本申请内容的指引下，可以向流程图添加一个或多个其他操作，也可以从流程图中移除一个或多个操作。
另外，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请实施例中将会用到术语“包括”，用于指出其后所声明的特征的存在，但并不排除增加其它的特征。
在进行电机控制时需要获取电机的转子位置和转速，目前通常采用扩展反电势观测器来估计电机的转子位置和转速，但是在电机转速接近零速时，稳态条件下的扩展反电势幅值也会接近零，从而导致扩展反电势观测器在电机零低速工况条件下不能正确估计出电机的转子位置和转速。
为便于理解，首先对扩展反电势观测器的构建过程进行说明，扩展反电势观测器可以通过下式(1)-(3)构建得到。
Eaαβ＝((Ld-Lq)(ωrid-diq/dt)+ωrψr)[-sinθr cosθr]T (2)
(3)
其中，Eaαβ为有效反电势电压在静止坐标系下的分量，式中Eaαβ＝[Eaα，Eaβ]T，uαβ是电机定子电压在静止坐标系下的分量，iαβ是电机定子电流在静止坐标系下的分量，Ld是电机的直轴电感，Lq是电机的交轴电感，R是电机的定子电阻，ωr是电机的转速，θr是电机的转子位置，id和iq分别是电机在同步旋转坐标系下的直轴电流和交轴电流，ψr是电机的永磁体磁链。
针对上述问题，现有技术中已经提出了针对零低速工况和高速工况分别采用不同的控制策略。即在零低速工况条件下采用高频注入法来估计电机的转子位置和转速，而在高速工况条件下采用扩展反电势观测器来估计电机的转子位置和转速。
但是，这种方式会涉及两种控制策略的切换，且高频注入法的实现通常需要单独设计调制解调滤波器，这无疑会增加系统的复杂度和调试难度。
基于上述问题，本申请提出一种电机控制方法，仅采用一种观测方法就可以实现零速、低速、中高速工况条件下对电机转子位置以及转速的估计，在实现全速范围内估计的前提下，降低了系统的复杂度和调试难度。
本申请的方法可以应用在图1所示的永磁同步电机驱动系统中，参照图1，该系统中包括：电机、有效反电势观测器、注入电流控制模块以及驱动电路，其中有效反电势观测器用于观测电机的转子位置和转速，注入电流控制模块用于根据有效反电势观测器的观测结果向驱动电路注入电流，驱动电路用于基于有效反电势观测器的观测结果和注入电流进行电机的控制。
接下来结合图2对本申请的电机控制方法进行说明，如图2所示，该方法包括：
S201：有效反电势观测器根据电机的输出电流和输出电压，确定电机的有效反电势电压幅值、电机的转子位置以及电机的转速。
参照图1，作为一种可能的实施方式，有效反电势观测器可以与电机连接，并可以实时获取电机的输出电流和输出电压。
应当理解，有效反电势观测器也可以通过电流采样电路以及电压采样电路获取电机的输出电流和输出电压，输出电流和输出电压的具体获取方式本申请在此不做限制。
本申请中的有效反电势观测器可通过下式(4)和式(5)构建得到。
Eaαβ＝((Ld-Lq)(ωrid+diq/dt)+ωrψr)[-sinθr cosθr]T (5)
相比于前述式(1)-(3)构建的扩展反电势观测器，二者稳态条件下的幅值相同，因此在电机高速工况条件下，采用上式(4)和式(5)构建得到的有效反电势观测器等效于扩展反电势观测器。
本申请中，可以通过上式(1)和式(2)构建得到的有效反电势观测器对电机的转子位置和转速进行估计，将电机的输出电压和输出电流作为有效反电势观测器的输入参数，有效反电势观测器就可以先估计得到有效反电势电压幅值，再基于有效反电势电压幅值确定当前输出电压和输出电流下电机的转子位置和电机的转速。
其中，有效反电势电压幅值和有效反电势电压的关系可以如下式(6)所示。
Eaαβ＝Eam[-sinθr cosθr]T (6)
基于此，有效反电势电压幅值可以被表示为下式(7)。
Eam＝(Ld-Lq)ωrid+(Ld-Lq)did/dt+ωrψr (7)
S202：有效反电势观测器根据有效反电势电压幅值，确定是否向注入电流控制模块发送注入信号，若是，则向注入电流控制模块发送注入信号，注入电流控制模块响应注入信号，向电机注入电流信号。
其中，注入信号用于指示注入电流控制模块向驱动电路注入电流信号，电流信号可以是斜率满足预设条件的直轴电流信号。
需要说明的是，对于内置式永磁同步电机来说，注入的直轴电流信号对其电磁转矩影响较小，为了避免受到逆变器死区非线性因素的影响，还需要给注入的直轴电流信号添加一定的直流分量。
示例性的，电流信号可以是图3所示的直轴电流信号，其中，id0为注入信号的直流分量，△id为注入信号的三角波分量的幅值，tdq为注入信号的三角波分量的周期。
由上式(7)可知，有效反电势电压幅值Eam是由三部分构成的，当电机转速较高时，有效反电势电压幅值Eam的第一项和第三项所占的比重远大于第二项；而当电机转速极低时，有效反电势电压幅值Eam的第一项和第三项会接近零；当电机转速为零时，有效反电势电压幅值Eam的第一项和第三项会等于零。
基于此，在电机零低速工况条件下给电机注入一个电流信号，则由式(7)可知，即使电机转速为零，有效反电势电压幅值Eam也是不为零的，因此本申请中的有效反电势观测器可在电机全工况条件，包括零低速工况条件下和中高速工况条件下，实现对电机转子位置和转速的估计。
S203：有效反电势观测器将电机的转子位置以及电机的转速输入驱动电路。
其中，驱动电路中可以包括调节器、转换模块、脉冲宽度调制模块以及逆变器等。
S204：驱动电路根据电机的转子位置以及电机的转速对电机进行控制。
在电机启动后，驱动电路可以基于电机上一时刻的转子位置以及转速、当前时刻的转子位置以及转速对电机进行控制。
需要说明的是，在电机启动前，可以先获取电机的初始位置，示例性的，可以通过磁场定向控制的无位置传感器方案在电机启动前对电机的初始位置进行离线辨识。
示例性的，驱动电路可以将电机的转速作为反馈量进行速度闭环控制，根据预设的电机转速值对电机的转速进行调节，对电机的转子位置进行坐标变换，进行磁场定向控制，以使得逆变器根据电机的转子位置和转速调节输出电压，实现对电机的控制。
本申请实施例中，有效反电势观测器根据电机的输出电流和输出电压，确定电机的有效反电势电压幅值、电机的转子位置以及电机的转速，再根据有效反电势电压幅值，确定是否向注入电流控制模块发送注入信号，若是，则向注入电流控制模块发送注入信号，注入电流控制模块响应注入信号，向电机注入电流信号，将电机的转子位置以及电机的转速输入驱动电路，最后由驱动电路根据电机的转子位置以及电机的转速对电机进行控制。
本申请的方法通过有效反电势观测器确定有效反电势电压幅值，并在电机运行过程中根据有效反电势电压幅值向电机注入电流信号，仅采用一种观测器就可以在在全速范围内实现对电机转子位置和转速的估计，无需另外设计调制解调滤波器，且不涉及多种控制策略的切换。相比于现有技术，不仅降低了永磁同步电机驱动系统控制的复杂度，而且降低了调试难度。
以下是对上述有效反电势观测器根据输出电流、输出电压，确定电机的有效反电势电压幅值、电机的转子位置以及电机的转速的进一步说明，如图4所示，上述S201步骤包括：
S401：有效反电势观测器根据输出电流以及输出电压确定有效反电势电压幅值。
S402：有效反电势观测器基于有效反电势电压幅值确定电机的转子位置以及电机的转速。
需要说明的是，本申请中的有效反电势电压幅值可以是有效反电势观测器根据输出电压和输出电流估计得到的，与电机实际的有效反电势电压幅值相似，或是可以表征电机实际的有效反电势电压幅值的大小。
确定有效反电势电压幅值之后，有效反电势观测器可以基于估计得到的有效反电势电压幅值估计电机的转子位置和电机的转速。
以下是对上述S401步骤中，有效反电势观测器根据输出电流以及输出电压确定有效反电势电压幅值的进一步说明，如图5所示，上述S401步骤包括：
S501：有效反电势观测器根据输出电压以及输出电流确定有效反电势电压。
示例性的，将输出电压表示为uαβ，输出电流表示为iαβ，则有效反电势电压Eαβ可以根据下式(8)得到。
S502：有效反电势观测器根据有效反电势电压确定有效反电势电压幅值。
可选的，可以根据下式(9)对有效反电势电压进行计算，得到有效反电势电压幅值Eam。
其中，Eaα和Eaβ为Eam在坐标系上的两个分量。
以下是对上述有效反电势观测器基于有效反电势电压幅值确定电机的转子位置以及电机的转速的进一步说明，如图6所示，上述S402步骤包括：
S601：有效反电势观测器根据有效反电势电压幅值确定电机的转子位置。
在基于上式(9)得到有效反电势电压幅值之后，可以基于下式(10)对有效反电势电压幅值进行计算，得到电机的转子位置θr。
θr＝arctan (-Eaα/Eaβ) (10)
S602：有效反电势观测器根据电机的转子位置确定电机的转速。
可选的，根据电机的转子位置θr确定电机的转速可以通过下式(11)实现。
ωr＝dθr/dt (11)
为了兼顾电机的运行效率，可在有效反电势电压幅值较大时，即电机转速较高时不进行直轴电流信号的注入，而仅在有效反电势电压幅值较小时进行直轴电流信号的注入。
上述有效反电势观测器根据有效反电势电压幅值，确定是否向注入电流控制模块发送注入信号的步骤，包括：
若有效反电势电压幅值小于或等于预设值，则确定向注入电流控制模块发送注入信号。
其中，预设值可以由设计人员根据历史数据进行设定，具体数值本申请在此不做限制。
需要说明的是，现有方案中根据电机转速来判断有效反电势电压幅值的大小，会忽略掉内置式永磁同步电机永磁体退磁的问题，即若电机永磁体存在退磁，则会出现电机转速较高但电机的有效反电势电压幅值仍然较小的问题。
基于此，本申请直接采用有效反电势观测器估计的有效反电势电压幅值来判断有效反电势电压幅值的大小，以此来进一步判断是否需要进行直轴电流信号的注入。
作为另一种可能的实施方式，有效反电势观测器根据有效反电势电压幅值，确定是否向注入电流控制模块发送注入信号之后，还包括：
若有效反电势电压幅值大于预设值，则停止向注入电流控制模块发送注入信号。
当有效反电势电压幅值大于预设值时，此时为了保证电机的运行效率，可以停止向注入电流控制模块发送注入信号，以使得注入电流控制模块停止向驱动电路注入电流信号。
如图7所示，是一种本申请的电机控制方法整体的流程图，参照图7，在停止发送注入信号之后，有效反电势观测器仍会实时获取电机的输出电压以及输出电流，并计算有效反电势电压幅值、电机的转子位置以及转速。
应当理解，电机运行的过程中，有效反电势电压幅值是不断变化的，当有效反电势电压幅值小于或等于预设值时，则继续向注入电流控制模块发送注入信号，以使得注入电流控制模块能够继续向驱动电路中注入电流信号。
接下来结合图8，对本申请的永磁同步电机驱动系统进行说明，如图8所示，永磁同步电机驱动系统中包括电机、有效反电势观测器、注入电流驱动电路以及驱动电路。
参照图8，驱动电路的输出端与电机连接，电机与有效反电势观测器的输入端连接，有效反电势观测器的第一输出端与注入电流控制模块的输入端连接，有效反电势观测器的第二输出端与驱动电路连接，注入电流控制模块的输出端与驱动电路连接。
可选的，有效反电势观测器的第一输出端用于向注入电流控制模块发送注入信号，第二输出端用于将电机的转子位置以及转速发送给驱动电路。
图8所示的永磁同步电机驱动系统解决问题的原理与本申请实施例上述电机控制方法相似，因此系统的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。
如图9所示，图8中的驱动电路中包括调节转换模块、脉冲宽度调制模块以及逆变器。
参照图9，调节转换模块的第一输入端与有效反电势观测器的第二输出端连接，调节转换模块的第二输入端与注入电流控制模块的输出端连接。
调节转换模块的输出端与脉冲宽度调制模块的输入端连接，脉冲宽度调制模块的输出端与逆变器的输出端连接。
逆变器的输出端与电机连接，调节转换模块的第三输入端与逆变器的输出端连接。
进一步的，图9中的调节转换模块包括：第一转换模块、第二转换模块、转速调节器以及电流调节器。
参照图10，是一种永磁同步电机驱动系统的架构示意图，其中：
第一转换模块的第一输入端与有效反电势观测器的第二输出端连接，第一转换模块的第二输入端作为调节转换模块的第三输入端与逆变器的输出端连接，第一转换模块的第一输出端与转速调节器的一端连接，第一转换模块的第二输出端与电流调节器的输入端连接。
转速调节器的另一端与电流调节器的输入端连接，电流调节器的输出端与第二转换模块的输入端连接。
第二转换模块的输出端与脉冲宽度调制模块的输入端连接，脉冲宽度调制模块的输出端与逆变器的输入端连接。
参照图10，有效反电势观测器实时获取到电机的输出电压和输出电流，并估算有效反电势电压幅值、电机的转子位置以及电机的转速，然后在有效反电势电压幅值小于或等于预设值时，向注入电流控制模块发送注入信号，并将估计到的电机的转子位置和电机的转速发送给驱动电路的第一转换模块和第二转换模块。
注入电流控制模块基于注入信号向驱动电路注入电流信号，驱动电路根据注入的电流信号、电机的转子位置以及电机的转速调节逆变器的输出电压，从而实现对电机的控制。
在此过程中，有效反电势观测器不断地实时获取电机的输出电压和输出电流，并重复上述过程，以保证电机的正常运行。本申请的方法在无传感器的情况下采用一种观测器、且无需策略切换即可实现对电机的控制，保证了电机在全速范围内的工况条件下的正常运行。
可选的，图8所示的永磁同步电机驱动系统中：
有效反电势观测器用于获取电机的输出电流以及输出电压；
有效反电势观测器还用于根据输出电流、输出电压，确定电机的有效反电势电压幅值、电机的转子位置以及电机的转速；
有效反电势观测器还用于根据有效反电势电压幅值，确定是否向注入电流控制模块发送注入信号，若是，则向注入电流控制模块发送注入信号，注入电流控制模块响应注入信号，向电机注入电流信号；
有效反电势观测器还用于将电机的转子位置以及电机的转速输入驱动电路；
驱动电路用于根据电机的转子位置以及电机的转速对电机进行控制。
可选的，所述有效反电势观测器还用于：
根据所述输出电流以及所述输出电压确定所述有效反电势电压幅值；
基于所述有效反电势电压幅值确定所述电机的转子位置以及所述电机的转速。
可选的，所述有效反电势观测器还用于：
根据所述输出电压以及所述输出电流确定有效反电势电压；
根据所述有效反电势电压确定所述有效反电势电压幅值。
可选的，所述有效反电势观测器还用于：
根据所述有效反电势电压幅值确定所述电机的转子位置；
根据所述电机的转子位置确定所述电机的转速。
可选的，所述有效反电势观测器还用于：
若所述有效反电势电压幅值小于或等于预设值，则确定向所述注入电流控制模块发送注入信号。
可选的，所述有效反电势观测器还用于：
若所述有效反电势电压幅值大于预设值，则停止向所述注入电流控制模块发送注入信号。
可选的，所述电流信号为斜率满足预设条件的直轴电流信号。
本申请实施例通过有效反电势观测器确定有效反电势电压幅值，并在电机运行过程中根据有效反电势电压幅值向电机注入电流信号，仅采用一种观测器就可以在在全速范围内实现对电机转子位置和转速的估计，无需另外设计调制解调滤波器，且不涉及多种控制策略的切换。相比于现有技术，不仅降低了永磁同步电机驱动系统控制的复杂度，而且降低了调试难度。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统的具体工作过程，可以参考方法实施例中的对应过程，本申请中不再赘述。在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
以上仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电机控制方法，其特征在于，应用于永磁同步电机驱动系统，所述永磁同步电机驱动系统包括：电机、有效反电势观测器、注入电流控制模块以及驱动电路；所述方法包括：
所述有效反电势观测器根据所述电机的输出电流和输出电压，确定所述电机的有效反电势电压幅值、所述电机的转子位置以及所述电机的转速；
所述有效反电势观测器根据所述有效反电势电压幅值，确定是否向所述注入电流控制模块发送注入信号，若是，则向所述注入电流控制模块发送注入信号，所述注入电流控制模块响应所述注入信号，向所述电机注入电流信号；
所述有效反电势观测器将所述电机的转子位置以及所述电机的转速输入所述驱动电路；
所述驱动电路根据所述电机的转子位置以及所述电机的转速对所述电机进行控制。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有效反电势观测器根据所述电机的输出电流和输出电压，确定所述电机的有效反电势电压幅值、所述电机的转子位置以及所述电机的转速，包括：
所述有效反电势观测器根据所述输出电流以及所述输出电压确定所述有效反电势电压幅值；
所述有效反电势观测器基于所述有效反电势电压幅值确定所述电机的转子位置以及所述电机的转速。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述有效反电势观测器根据所述输出电流以及所述输出电压确定所述有效反电势电压幅值，包括：
所述有效反电势观测器根据所述输出电压以及所述输出电流确定有效反电势电压；
所述有效反电势观测器根据所述有效反电势电压确定所述有效反电势电压幅值。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述有效反电势观测器基于所述有效反电势电压幅值确定所述电机的转子位置以及所述电机的转速，包括：
所述有效反电势观测器根据所述有效反电势电压幅值确定所述电机的转子位置；
所述有效反电势观测器根据所述电机的转子位置确定所述电机的转速。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有效反电势观测器根据所述有效反电势电压幅值，确定是否向所述注入电流控制模块发送注入信号，包括：
若所述有效反电势电压幅值小于或等于预设值，则确定向所述注入电流控制模块发送注入信号。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有效反电势观测器根据所述有效反电势电压幅值，确定是否向所述注入电流控制模块发送注入信号之后，还包括：
若所述有效反电势电压幅值大于预设值，则停止向所述注入电流控制模块发送注入信号。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电流信号为斜率满足预设条件的直轴电流信号。
8.一种永磁同步电机驱动系统，其特征在于，包括：电机、有效反电势观测器、注入电流控制模块以及驱动电路；其中：
所述驱动电路的输出端与所述电机连接，所述电机与所述有效反电势观测器的输入端连接，所述有效反电势观测器的第一输出端与所述注入电流控制模块的输入端连接，所述有效反电势观测器的第二输出端与所述驱动电路连接，所述注入电流控制模块的输出端与所述驱动电路连接；
所述有效反电势观测器用于执行如权利要求1-7任一项所述的电机控
制方法中所述有效反电势观测器所执行的步骤；
所述注入电流控制模块用于执行如权利要求1-7任一项所述的电机控制方法中所述注入电流控制模块所执行的步骤；
所述驱动电路用于执行如权利要求1-7任一项所述的电机控制方法中所述驱动电路所执行的步骤；
所述电机用于执行如权利要求1-7任一项所述的电机控制方法中所述电机所执行的步骤。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述驱动电路包括：调节转换模块、脉冲宽度调制模块以及逆变器；
所述调节转换模块的第一输入端与所述有效反电势观测器的第二输出端连接，所述调节转换模块的第二输入端与所述注入电流控制模块的输出端连接；
所述调节转换模块的输出端与所述脉冲宽度调制模块的输入端连接，所述脉冲宽度调制模块的输出端与所述逆变器的输出端连接；
所述逆变器的输出端与所述电机连接，所述调节转换模块的第三输入端与所述逆变器的输出端连接。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述调节转换模块包括：第一转换模块、第二转换模块、转速调节器以及电流调节器；
所述第一转换模块的第一输入端与所述有效反电势观测器的第二输出端连接，所述第一转换模块的第二输入端作为所述调节转换模块的第三输入端与所述逆变器的输出端连接，所述第一转换模块的第一输出端与所述转速调节器的一端连接，所述第一转换模块的第二输出端与所述电流调节器的输入端连接；
所述转速调节器的另一端与所述电流调节器的输入端连接，所述电流调节器的输出端与所述第二转换模块的输入端连接；
所述第二转换模块的输出端与所述脉冲宽度调制模块的输入端连接，所述脉冲宽度调制模块的输出端与所述逆变器的输入端连接。
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