CN102128949A - 用于确定电机的转速的方法和模块 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种用于确定电机的转速的方法，包括：按以下公式进行计算：ω₁＝K_P-ω(-Δθ)+K_I-ω∑(-Δθ)。其中，ω₁为转速，K_P-ω为根据实验确定的速度推定比例增益，K_I-ω为根据实验确定的速度推定积分增益，Δθ为电机的实际位置与估计位置之差。其中，Δθ是按照以下公式算得的：其中，Δi_dc-d(n)为第n次取样励磁电流误差，E_0x(n-1)为第n-1次的扩张感应电压；T_s为采样周期；L_d为d轴电感。

Description

用于确定电机的转速的方法和模块

技术领域

本发明总体涉及电机领域，更具体地，涉及用于确定电机的转速的方法和模块。

背景技术

目前，不通过霍尔元件反馈位置信号，而是通过电压和电流来推定跟实际的位置θd和用控制***估计的位置θdc的差Δθ＝θdc-θd，并通过这个位置误差Δθ来推测电机转子的位置的方法，称为永磁同步电机无位置传感器检测法。然而，对于突极型马达(D轴电感和Q轴电感不相等)情况，不能直接以演算式的形式求得那个Δθ。

目前流行的用于求Δθ的算法如下：

$\mathrm{\Δ}{\mathrm{\θ}}_c={\tan }^{-1}\left[\frac{v_{\mathrm{dc}}-r\·i_{\mathrm{dc}}+{\mathrm{\ω}}_1{L}_q\·i_{\mathrm{qc}}}{v_{\mathrm{qc}}-r\·i_{\mathrm{qc}}-{\mathrm{\ω}}_1{L}_q\·i_{\mathrm{dc}}}\right]...\left(10\right)$

此处的Δθ_c是指轴误差Δθ的近似估计值。

传统控制的电流预测误差方式，阻抗队列中有把Δθ当做0近似处理，使原来等式成立的方式。

传统的推算方式还存在以下三方面的问题：

(1)在高负荷低速运转时的轴误差计算不能得到有效抑制。

(2)同步运转时期不能检测位置。

(3)控制的应答特性不能被设计

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种用于确定电机的转速的方法，包括：按以下公式进行计算

ω₁＝K_P-ω(-Δθ)+K_I-ω∑(-Δθ)

其中，ω1为转速，K_P-ω为根据实验确定的速度推定比例增益，K_I-ω为根据实验确定的速度推定积分增益，Δθ为电机的实际位置与估计位置之差。

其中，Δθ是按照以下公式算得的：

$\mathrm{\Δ}{\mathrm{\θ}}_n={\sin }^{-1}(\frac{{-L}_d}{T_s\·E_{0x}(n-1)}\·{\mathrm{\Δi}}_{\mathrm{dc}-d}\left(n\right))$

其中，Δi_dc-d(n)为第n次取样励磁电流误差，E_0x(n-1)为第n-1次的扩张感应电压；T_s为采样周期；L_d为d轴电感。

其中，电机是永磁同步无刷直流电机。

此外，还提供了一种用于确定电机的转速的模块，包括：转速计算子模块，用于按以下公式进行计算

ω₁＝ω_P-ω(-Δθ)+K_I-ω∑(-Δθ)

其中，ω_１为转速，K_P-ω为根据实验确定的速度推定比例增益，K_I-ω为根据实验确定的速度推定积分增益，Δθ为电机的实际位置与估计位置之差。

其中，还包括Δθ计算子模块，用于按照以下公式计算Δθ：

$\mathrm{\Δ}{\mathrm{\θ}}_n={\sin }^{-1}(\frac{{-L}_d}{T_s\·E_{0x}(n-1)}\·{\mathrm{\Δi}}_{\mathrm{dc}-d}\left(n\right))$

其中，Ai_dc-d(n)为第n次取样励磁电流误差，E_0x(n-1)为第n-1次的扩张感应电压；T_s为采样周期；L_d为d轴电感。

其中，电机是永磁同步无刷直流电机。

本发明提出的方法具有如下优点：

(1)能够有效抑制在高负荷低速运转时的轴误差计算。

(2)在同步运转时期能够检测位置。

(3)控制的应答特性能够设计。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是示出了根据本发明的用于确定电机的转速的模块的框图。

具体实施方式

下面将结合附图来详细说明本发明的实施例。

本发明提出了一种用于确定电机的转速的方法(未示出)，包括：

按以下公式进行计算

ω₁＝K_P-ω(-Δθ)+K_I-ω∑(-Δθ)

其中，ω₁为转速，K_P-ω为根据实验确定的速度推定比例增益，K_I-ω为根据实验确定的速度推定积分增益，Δθ为电机的实际位置与估计位置之差。

优选地，Δθ是按照以下公式算得的：

$\mathrm{\Δ}{\mathrm{\θ}}_n={\sin }^{-1}(\frac{{-L}_d}{T_s\·E_{0x}(n-1)}\·{\mathrm{\Δi}}_{\mathrm{dc}-d}\left(n\right))$

其中，Δi_dc-d＝i_dc-i_d^，Δi_dc-d(n)为第n次取样励磁电流误差，E_0x(n-1)为上一次(第n-1次)的扩张感应电压；T_s为采样周期；L_d为d轴电感，符号表示实际旋转坐标系落后于假定旋转坐标系。

优选地，电机是永磁同步无刷直流电机。

此外，本发明还提供了一种用于确定电机的转速的模块100，包括：转速计算子模块102，用于按以下公式进行计算

ω₁＝K_P-ω(-Δθ)+K_I-ω∑(-Δθ)

优选地，ω₁为转速，K_P-ω为根据实验确定的速度推定比例增益，K_I-ω为根据实验确定的速度推定积分增益，Δθ为电机的实际位置与估计位置之差。

优选地，还包括Δθ计算子模块104，用于按照以下公式计算Δθ：

$\mathrm{\Δ}{\mathrm{\θ}}_n={\sin }^{-1}(\frac{{-L}_d}{T_s\·E_{0x}(n-1)}\·{\mathrm{\Δi}}_{\mathrm{dc}-d}\left(n\right))$

其中，Δi_dc-d＝i_dc-i_d^，Δi_dc-d(n)为第n次取样励磁电流误差，E_0x(n-1)为上一次(第n-1次)的扩张感应电压；T_s为采样周期；L_d为d轴电感，符号表示实际旋转坐标系落后于假定旋转坐标系。

优选地，电机是永磁同步无刷直流电机。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于确定电机的转速的方法，其特征在于，包括：

按以下公式进行计算

ω₁＝K_P-ω(-Δθ)+K_I-ω∑(-Δθ)

其中，ω₁为所述转速，K_P-ω为根据实验确定的速度推定比例增益，K_I-ω为根据实验确定的速度推定积分增益，Δθ为所述电机的实际位置与估计位置之差。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，Δθ是按照以下公式算得的：

$\mathrm{\Δ}{\mathrm{\θ}}_n={\sin }^{-1}(\frac{{-L}_d}{T_s\·E_{0x}(n-1)}\·{\mathrm{\Δi}}_{\mathrm{dc}-d}\left(n\right))$

其中，Δi_dc-d(n)为第n次取样励磁电流误差，E_0x(n-1)为第n-1次的扩张感应电压；T_s为采样周期；L_d为d轴电感。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述电机是永磁同步无刷直流电机。

4.一种用于确定电机的转速的模块，其特征在于，包括：

转速计算子模块，用于按以下公式进行计算

ω₁＝K_P-ω(-Δθ)+K_I-ω∑(-Δθ)

其中，ω₁为所述转速，K_P-ω为根据实验确定的速度推定比例增益，K_I-ω为根据实验确定的速度推定积分增益，Δθ为所述电机的实际位置与估计位置之差。

5.根据权利要求4所述的模块，其特征在于，还包括Δθ计算子模块，用于按照以下公式计算Δθ：

$\mathrm{\Δ}{\mathrm{\θ}}_n={\sin }^{-1}(\frac{{-L}_d}{T_s\·E_{0x}(n-1)}\·{\mathrm{\Δi}}_{\mathrm{dc}-d}\left(n\right))$

其中，Δi_dc-d(n)为第n次取样励磁电流误差，E_0x(n-1)为第n-1次的扩张感应电压；T_s为采样周期；L_d为d轴电感。

6.根据权利要求4或5所述的模块，其特征在于，所述电机是永磁同步无刷直流电机。

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