CN111800039B - 转子位置信息确认方法、同步电机的矢量控制方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种转子位置信息确认方法、同步电机的矢量控制方法及装置。其中，所述方法包括：获取同步电机的采样电流，其中，所述同步电机的d轴注入有交流电压；基于所述采样电流确定响应电流在目标坐标系下的正序电流的实部，其中，所述响应电流为响应于所述交流电压而产生的电流；根据所述实部与转子位置差的关联关系确定当前转子位置差。采用本发明实施例，具有准确、及时地跟踪转子位置，降低/避免转速抖动、平滑控制、低成本等效果。

Description

转子位置信息确认方法、同步电机的矢量控制方法及装置
技术领域
本发明涉及同步电机领域，尤其涉及一种转子位置信息确认方法、同步电机的矢量控制方法及装置。
背景技术
现有的无位置传感器永磁同步电机起动技术主要有以下三种：
一是通过产生频率线性变化的、以360°电角度为周期的周期性方波电流信号，同时采集电机的相电流信号。A、B、C三相每周期的正负半周期内只有两相导通，导通角度为120°。通过对相电流信号、方波电流信号进行比例积分运算，得到运算结果后进行功率线性放大，最后将功率线性放大后的信号送至外部永磁同步电机，完成电机驱动。该控制策略的缺点在于容易出现电机转子定位不够准确、极性判断出错，在一些恶劣的工况下，电机参数变化时，起动失败率高。
二是平滑启动的控制方法。永磁同步电机在启动后被设定为恒转矩运行模式或恒转速运行模式。该平滑启动控制方法包括开环控制、闭环控制，利用的是q轴电流驱动。该方法的缺点在于并未准确给出转子定位的方式以及如何才能找到转子的位置。并且是根据电机力矩的最大值来计算的最大q轴给定电流，当电机参数发生变化或者力矩(负载)变化后，将不能给到安全的q轴电流，存在无法起动或使电机退磁的毁灭性的破坏电机的可能。
三是基于假定旋转坐标法的无位置传感器永磁同步电机启动控制方法，其优点在于考虑到电机刚启动，内部温度还没有变化，此时电机反电动势常数仍为设计值，在空载启动时电压矢量的幅值与电机的转速几乎成正比。利用这点来对假定旋转坐标法中的转速估计修正量限幅值进行调整，从而无需两种控制算法的切换过程就可在采用速度、电流双闭环的算法控制中实现永磁同步电机的无速度平滑启动。该控制方法的缺点是只适用于常态下的起动，当电机运行一段时间后，内部的温度是变化的，电机参数也就发生变化，这样强依赖于电机参数的起动，普遍适应性不高，不能保证起动成功率的问题。
目前，基于永磁同步电机无传感器起动的研究，各个领域的专家和学者都有造诣，例如基于观测器/估算器的方法、卡尔曼滤波法、反电势法、PWM/SVPWM发以及信号注入法，但大部分都是基于永磁同步电机数学模型实现，对电机参数具有很强的依赖性，根据定子电压方程及磁链方程，进行坐标变化后，提取出转子位置信息的成分，进行跟踪控制。这些算法对于电机参数、运行环境或工况的变化，适应性不强、鲁棒性不高，容易出现转子位置定位出错、转子位置信息更新不及时，导致定位失败、反转，从而出现启动失败、压缩机机构遭受破坏的情况，或者在启动成功后出现失步、失速的情况。以应用在空调、冰箱压缩机中的永磁同步电机为例，空调用户在使用过程中会出现有意或无意的开停运行，冰箱在化霜周期和制冷周期切换过程中自身也会不断进行开停运行，而启动的平滑性和成功率就直接影响着用户的体验。
发明内容
本发明旨在解决上述现有技术中的相关问题。本发明一方面提供了一种转子位置信息确认方法，另一方面提供了一种同步电机矢量控制方法及装置。通过本发明提供的方案，可以准确、及时地跟踪转子位置，降低/避免转速抖动、平滑控制、低成本等效果。
根据本发明技术方案的第一方面，提供一种转子位置信息确认方法，包括：
获取同步电机的采样电流，其中，所述同步电机的d轴注入有交流电压；
基于所述采样电流确定响应电流在目标坐标系下的正序电流的实部，其中，所述响应电流为响应于所述交流电压而产生的电流；
根据所述实部与转子位置差的关联关系确定当前转子位置差。
根据本发明技术方案的第二方面，提供一种同步电机的矢量控制方法，包括：
在同步电机的d轴注入交流电压；
采用如权利要求1-6中任一项所述的方法确定当前转子位置差；
基于所述当前转子位置差和设定值，确定当前转子位置以及当前转子角频率；
根据所述设定值、所述当前转子位置和所述当前转子角频率，进行电机的矢量控制；
其中，所述设定值包括转子位置设定值和转子角频率设定值。
根据本发明技术方案的第三方面，提供一种转子位置观测器，包括：
电流采样模块，用于获取同步电机的采样电流，其中，所述同步电机的d轴注入有交流电压；
电流处理模块，用于基于所述采样电流确定响应电流在目标坐标系下的正序电流的实部，其中，所述响应电流为响应于所述交流电压而产生的电流；
位置差确定模块，用于根据所述实部与转子位置差的关联关系确定当前转子位置差。
根据本发明技术方案的第四方面，提供一种同步电机的矢量控制装置，包括：
电压注入模块，用于在同步电机的d轴注入交流电压；
如本发明技术方案第三方面所述的转子位置观测器；和
矢量控制模块，用于基于所述转子位置观测器确定的转子位置信息对同步电机进行矢量控制。
采用本发明相关实施例，利用转子位置差与特定条件下的电流实部的关联关系以及转子位置差对电机参数的变化不敏感的特征确定转子位置信息，具有准确、及时地跟踪转子位置，降低/避免转速抖动、平滑控制、低成本等效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图进行简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，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的附图。
图1是根据本发明一种实施例的转子位置信息确认方法的流程示意图；
图2是根据本发明一种实施例的同步电机的矢量控制方法的流程示意图；
图3是根据本发明一种实施例的同步电机的矢量控制方法的流程示意图；
图4是根据本发明一种实施例的转子位置观测器的框图；
图5是根据本发明一种实施例的同步电机矢量控制装置的框图；
图6为根据一种现有技术的角度跟踪效果示意图；
图7为根据一种现有技术的角度(误差)跟踪效果示意图；
图8为根据一种现有技术的转速跟踪效果示意图；
图9示出了根据本发明一种实施例的转速跟踪效果图；
图10示出了根据本发明一种实施例的角度跟踪效果示意图；
图11示出了根据本发明一种实施例的角度误差跟踪效果示意图；
图12示出了根据本发明一种实施例的方案起动瞬间A相电流波形图；
图13示出了根据一种现有技术在恶劣工况下启动时的实测A相电流波形；
图14为根据本发明一种实施例的d轴的注入电压波形图。
具体实施方式
如在本文中所使用的，词语“第一”、“第二”等可以用于描述本发明的示例性实施例中的元件。这些词语只用于区分一个元件与另一元件，并且对应元件的固有特征或顺序等不受该词语的限制。除非另有定义，本文中使用的所有术语(包括技术或科学术语)具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的含意相同的含意。如在常用词典中定义的那些术语被解释为具有与相关技术领域中的上下文含意相同的含意，而不被解释为具有理想或过于正式的含意，除非在本发明中被明确定义为具有这样的含意。
本领域的技术人员将理解的是，本文中描述的且在附图中说明的本发明的装置和方法是非限制性的示例性实施例，并且本发明的范围仅由权利要求书限定。结合一个示例性实施例所说明或描述的特征可与其他实施例的特征组合。这种修改和变化包括在本发明的范围内。
下文中，将参考附图详细描述本发明的示例性实施例。在附图中，省略相关已知功能或配置的详细描述，以避免不必要地遮蔽本发明的技术要点。另外，通篇描述中，相同的附图标记始终指代相同的电路、模块或单元，并且为了简洁，省略对相同电路、模块或单元的重复描述。
此外，应当理解一个或多个以下方法或其方面可以通过至少一个控制单元或控制器执行。术语“控制单元”或“控制器”可以指代包括存储器和处理器的硬件设备。存储器配置成存储程序指令，而处理器具体配置成执行程序指令以执行将在以下进一步描述的一个或更多进程。而且，应当理解，正如本领域普通技术人员将意识到的，以下方法可以通过包括控制单元的装置并结合一个或多个其他部件来执行。
图1是根据本发明一种实施例的转子位置信息确认方法的流程示意图，参照图1，所述方法包括：
100：获取同步电机的采样电流。其中，所述同步电机的d轴注入有交流电压。示例性的，如图14所示，为d轴的注入电压波形图。
在本实施例中，在d轴注入交流电压(q轴上产生的响应电流很小，可忽略)，该注入电压的频率可以根据硬件选取的功率开关管开关频率决定，需低于逆变器的开关频率以保证注入频率低于基波频率。这样，可以保证后续准确地提取出该注入电压的电流响应。
102：基于所述采样电流确定响应电流在目标坐标系下的正序电流的实部。其中，所述响应电流为响应于所述交流电压而产生的电流。
104：根据所述实部与转子位置差的关联关系确定当前转子位置差。
本发明的发明人发现，响应电流在目标坐标系下的正序电流的实部与转子位置差存在关联关系。因此，本实施例通过对响应电流的分析，即可确定转子位置差。
采用本实施例提供的转子位置信息确认方法，通过对响应于d轴注入电压而产生的响应电流进行分析，进而确定转子位置差。该方法不依赖于电机参数，可以克服或弱化基于电机参数进行的方法所存在的诸多缺陷。
例如，永磁同步电机应用在空调、冰箱的场合，存在频繁开停机的状态。现有的传统方案在运行过程中工况(包括压力、温度、负载等)变化较大、负载变化时，无位置传感器的转子位置定位容易出现较大偏差，转子位置角跟踪不及时或跟踪错误，导致转速抖动大(参照图6和图7)，容易出现超调或起动瞬间的抖动较大，转速收敛存在周期性的调节(见图8)。其中，图6和图7为现有技术角度跟踪效果示意图，θr表示转子实际位置角，θs表示测量的转子位置角。图8为现有技术的转速跟踪效果示意图，ωr*表示实际转子转速，ωs表示测量的转子转速。
而通过本发明实施例提供的方案，转速跟踪效果好，不存在超调的情况，几乎接近了理想的转速跟踪状态(见图9)。并且转子位置角更新及时，即使在重载或恶劣工况下，也可以快速定位出转子的位置角，进行同步跟踪(见图10和图11)。其中，图9示出了本发明实施例的转速跟踪效果图，图10示出了本发明实施例的角度跟踪效果示意图，图11示出了本发明实施例的角度误差跟踪效果示意图。
再例如，传统的三段式起动的方法，在实际应用时工况变化以后，易出现反复定位(如图13所示为现有技术在恶劣工况下启动时的实测A相电流波形)，或者定位出错，导致损坏电机结构。而采用本方案实施例可快速提取出转子的位置(见图9、图10、图12)，解决了永磁同步电机起动瞬间易出现反转、损坏其结构的问题。其中，图12是采用本发明实施例的方案起动瞬间A相电流波形图。由图12可以看出，采用本发明实施例在起动瞬间即可修正转子位置角，平滑进入开环运行。
此外，本发明实施例相关方案基于电流响应提取转子位置角信息，响应迅速，在达到给定转速时能够快速收敛，稳定性能好。不易出现超调和振荡，起动瞬间可以平滑控制。从而解决了永磁同步电机起动瞬间出现的强烈抖动、转速误差大的问题。有利于实现准确、平滑、稳定起动。
此外，由于注入的电压矢量信号的励磁磁场与转子磁场是对齐的，因此不会出现转矩变化，也就不会产生转矩脉动，从而可以很好的解决起动过程出现的抖动的问题，保证空调、冰箱压缩机的平滑起动，并拥有高成功率和良好的起动性能，使得用户可以拥有良好的产品体验。
并且，本发明实施例提供的方案可本方案在原有的硬件基础上，只需改变电流采样的计算方式，FOC(磁场定向控制)，就可以实现新型的高成功率的起动。实现方式简单，维护方便。
可选地，在本实施例的一种实现方式中，处理100通过以下方式实现：对同步电机的定子三相电流进行clark变换得到定子二相电流。其中，定子二相电流是指在α-β坐标系下的电流，或者基于α-β坐标系下的电流的合成电流。
可选地，在本实施例的一种实现方式中，处理100通过以下方式实现：对所述同步电机的定子三相电流进行clark变换得到定子二相电流。其中，定子二相电流是指在α-β坐标系下的电流，或者基于α-β坐标系下的电流的合成电流。进一步地，处理100还可以包括：基于在先转子位置估算值调整所述定子二相电流，这样，可以更快地使转子位置差趋近于0。其中，所述在先位置估算值是根据在先转子位置差和转子位置设定值确定的，在先转子位置差是基于在先的采样电流确定的。
可选地，在本实施例的一种实现方式中，处理102通过以下方式实现：对所述采样电流进行滤波处理得到所述响应电流的正序电流；将所述响应电流的正序电流转换至旋转坐标系，得到旋转坐标系下的正序电流，并确定其实部。其中，所述滤波处理使得限定频率为注入频率的信号通过(电流中存在基波频率、载波频率、注入频率等)，并且过滤掉负序电流，从而仅留下包含有转子位置差信息的正序电流。将正序电流转换至旋转坐标系(d-q坐标系)以得到实部大小，该实部与转子位置差成正比。
具体而言，实部与转子位置差的关联关系满足：y＝k·x，其中，y表示所述实部，x表示所述转子位置差，k为与所述交流电压的参数相关的常数。发明人发现并利用该关联关系，从而以不依赖于电机参数的方式确定/追踪转子位置差，并达到了前文提到的多种有益效果中的至少一种。关于该关联关系的详细说明请参照下文。
可选地，在本实施例的一种实现方式中，在确定当前转子位置差之后，所述方法还包括：判断所述当前转子位置差是否为0，如果不为0，则向使得所述当前转子位置差为0的方向调整所述同步电机的定子三相电流。进而，可以继续获取采样电流并基于新获取的采样电流重复处理100～104，直至转子位置差为0。
本领域技术人员应当理解，转子位置信息的确认是一个循环调节确认的过程。在该实现方式中，在第k次循环调节中，当确认当前转子位置差不为0时，还可以将得到的第k次转子位置估算值反馈给后续的采样电流。由于第k次转子位置估算值包含了调节过程中的转子当前位置信息，所以，在后续循环调节中，可以迅速调节采样电流的位置角的值，从而可以减小调节次数，实现快速响应转子位置角误差的修正。其原理是通过第k次转子位置估算值，可以知道第k次的值是偏大了还是偏小了。进而可以对采样电流的位置角做一个比较修正，这样在第k+1次循环调节中，将修正后的采样电流经过带通滤波器等模块的处理，实现位置角的处理，得到第k+1次的转子位置差。这种方式有利于转子位置差迅速为0。
图2是根据本发明一种实施例的同步电机的矢量控制方法的流程示意图，参照图2，所述方法包括：
200：在同步电机的d轴注入交流电压。该注入电压的频率可以根据硬件选取的功率开关管的开关频率决定，需低于逆变器的开关频率以保证注入频率低于基波频率。这样，可以保证后续准确地提取出该注入电压的电流响应。
202：确定当前转子位置差。具体地，请参照图1所示实施例及实现方式中，此处不再赘述。
204：基于所述当前转子位置差和设定值，确定当前转子位置以及当前转子角频率(等同于当前转子角速度)。其中，所述设定值包括转子位置设定值和转子角频率设定值。
206：根据所述设定值、所述当前转子位置和所述当前转子角频率，进行电机的矢量控制。
采用本实施例，能够对同步电机进行矢量控制，并且具有图1所示实施例中描述的技术效果。
可选地，在本实施例中，处理204可以采用现有的矢量控制逻辑，这将在图3所示实施例中进行详细描述。图3是根据本发明一种实施例的同步电机的矢量控制方法的流程示意图，参照图3，该方法包括：
300：注入电压矢量。注入电压的频率信号作用于d轴，而q轴上产生的响应电流很小，可忽略。根据硬件选取的功率开关管开关频率决定，需低于逆变器的开关频率，以保证注入频率低于基波频率，从而保证准确的提取出注入频率的电流响应。
301：获取采样电流is。例如，通过单电阻采样的方式采样功率开关管的下桥臂电流。具体地，如图所示，首先获取三相逆变电桥输出的三相电流ia、ib和ic(例如，根据ia+ib+ic＝0确定ic)。然后，对ia、ib和ic进行CLARK变换得到α-β坐标系下的iα和iβ。基于iα和iβ确定合成电流is。
302：对所述采样电流进行指数变换。此时可以得到一个估算位置角，如前文所述，采样电流的该估算位置角可以根据在先确定的位置估算值进行调整，以提高使得转子位置差为0的速度。
303：将电流is(电流中存在基波频率、载波频率、注入频率等)输入至带通滤波器进行滤波，使得频率为注入信号频率的信号通过，并将其中的负序电流过滤掉，仅留下正序电流。
304：对所述正序电流进行角度变换，得到在旋转坐标系下的正序电流，并确定其实部大小。实部中包含了转子位置差的信息(这将在下文进行详细说明)。
305：利用PI控制器进行KP比例增益和KI积分增益处理。
306：利用振荡器对PI控制器的输出信号进行处理，把转子位置差信号转换成估算的转子位置角θs。
之后，一方面，根据设定的子位置角θr*和估算的转子位置角θs进行电机矢量调节，此流程为现有技术，此处不予以赘述。另一方面，可以将转子位置差信息反馈至301的电流采样以快速修正转子位置差信息。
在本实施例中，PARK变换即派克变换，将定子的a,b,c三相电流投影到随着转子旋转的直轴(d轴)，交轴(q轴)与垂直于dq平面的零轴(0轴)上去，从而实现了对定子电感矩阵的对角化，对同步电动机的运行分析起到了简化作用。即abc坐标系变换到dq坐标系。同理，PARK反变换即把dq坐标系变换到abc坐标系。
SVPWM是空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation)的简称，是由三相功率逆变器的六个功率开关元件组成的特定开关模式产生的脉宽调制波，能够使输出电流波形尽可能接近于理想的正弦波形。
CLARK变换，将a,b,c三相电流变换到静止的α、β坐标系下。
IPMSM：永磁同步电机。
可选地，在本实施例的一种实现方式中，可以将采样电流经过运放后输入DSP模块以进行302～306的处理。
在本发明各实施例中提及的实部与转子位置差的关联关系，可以通过以下逻辑验证：
1)注入角频率为ω0、幅值为V0的电压相量到电机中，则估算的转子坐标系的电压矢量Vi可表示为：Vi＝V0cos(ω0t)
2)在定子参考坐标系下的电压矢量Vs(ωs为估算转子坐标系角频率)可表示为：
Figure BDA0002549065160000101
3)把定子参考坐标系下电压矢量Vs，变换到转子参考坐标系下的电压矢量Vr(ωr为实际转子坐标系角频率)可表示为：
Figure BDA0002549065160000102
4)把d、q轴上电压实部和虚部，等效于d、q轴漏感在转子坐标系上的压降，可表示为：
Figure BDA0002549065160000103
Ldσ：d轴电感漏感，Lqσ：q轴电感漏感
5)注入到电机定子电压矢量信号会在转子上得到相应的电流响应，可表示为：
Figure BDA0002549065160000104
Figure BDA0002549065160000105
6)把转子坐标系下的电流响应转换到定子坐标系下，可表示为：
Figure BDA0002549065160000111
7)定子坐标系下合成的电流矢量，可表示为：
Figure BDA0002549065160000112
其中，L0＝Ldσ+Lqσ，L1＝Lqσ-Ldσ
8)从合成的定子电流相量中提取出正序isp和负序电流isn，可表示为：
Figure BDA0002549065160000113
Figure BDA0002549065160000114
9)转子位置信息存在于旋转参考坐标系正序电流
Figure BDA0002549065160000115
中，则将定子正序电流进行坐标变换，可表达为：
Figure BDA0002549065160000116
10)实际运行中，(ωr-ωS)是一个很小的值，则旋转坐标系下的正序电流矢量的实部，可表示为：
Figure BDA0002549065160000117
其中，Δθ＝(θr-θs)＝(ωr-ωS)t
根据上述分析可以验证本发明发现的所述实部与转子位置差的关联关系的准确性和可利用性。同时，根据前文的对比以及提供的与有益效果相关的附图可以确定本发明相关实施例的实际使用意义。
图4是根据本发明一种实施例的转子位置观测器的框图，参照图4，转子位置观测器包括电流采样模块40、电流处理模块42和位置差确定模块44。下面进行详细说明。
在本实施例中，电流采样模块40用于获取同步电机的采样电流，其中，所述同步电机的d轴注入有交流电压，所以采样电流携带了交流电压的响应电流以及电机控制的正常电流。所述交流电压的频率小于基波频率。
具体的，电流采样模块40可以对同步电机的定子三相电流进行clark变换得到定子二相电流。或者进一步地，电流采样模块40可以基于在先转子位置估算值调整所述定子二相电流，这样，可以更快地使转子位置差趋近于0。其中，所述在先位置估算值是根据在先转子位置差和转子位置设定值确定的，在先转子位置差是基于在先的采样电流确定的。
在本实施例中，电流处理模块42用于基于所述采样电流确定响应电流在目标坐标系下的正序电流的实部，其中，所述响应电流为响应于所述交流电压而产生的电流。
可选地，在本实施例的一种实现方式中，如图4所示，电流处理模块42可以包括：滤波子模块，用于对所述采样电流进行滤波处理得到所述响应电流的正序电流；转换子模块，用于将所述响应电流的正序电流转换至旋转坐标系，得到在旋转坐标系下的正序电流，并确定其实部。或者，进一步地，电流处理模块还可以包括电流调整子模块，用于根据在先转子位置估算值调整所述采样电流。
在本实施例中，位置差确定模块44用于根据所述实部与转子位置差的关联关系确定当前转子位置差。其中，实部与转子位置差的关联关系满足y＝k·x，其中，y表示所述实部，x表示所述转子位置差，k为与所述交流电压的参数相关的常数(具体请参见前文的验证逻辑)。
可选地，在本实施例的一种实现方式中，所述转子位置观测器还用于在得到当前转子位置差后，判断当前转子位置差是否为0，如果不为0，则向使得所述当前转子位置差为0的方向调整所述同步电机的定子三相电流，以及，将当前转子位置差反馈至采样电流模块以便对后续采样电流进行调整。
图5是根据本发明一种实施例的同步电机矢量控制装置的框图，参照图5，所述同步电机矢量控制装置包括：电压注入模块50，用于在同步电机的d轴注入交流电压。具体逻辑请参照前文，此处不再赘述。转子位置观测器52，用于基于所述电压注入模块50的响应电流确认转子位置信息。关于转子位置观测器52的描述请参照图4。矢量控制模块54，用于基于所述转子位置信息确认模块确定的转子位置信息对同步电机进行矢量控制。关于矢量控制模块54的控制逻辑，请参照图3所示实施例。此处不赘述。
关于装置实施例中相关名词、术语、解释、具体处理逻辑、技术效果等的描述，请参照方法实施例中的相应说明，此处不再赘述。
作为本发明示例的上文涉及的附图和本发明的详细描述，用于解释本发明，但不限制权利要求中描述的本发明的含义或范围。因此，本领域技术人员可以很容易地从上面的描述中实现修改。此外，本领域技术人员可以删除一些本文描述的组成元件而不使性能劣化，或者可以添加其它的组成元件以提高性能。此外，本领域技术人员可以根据工艺或设备的环境来改变本文描述的方法的步骤的顺序。因此，本发明的范围不应该由上文描述的实施方式来确定，而是由权利要求及其等同形式来确定。
尽管本发明结合目前被认为是可实现的实施方式已经进行了描述，但是应当理解本发明并不限于所公开的实施方式，而相反的，意在覆盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等同配置。

Claims (12)

1.一种同步电机的转子位置信息确认方法，其特征在于，包括：获取同步电机的采样电流，其中，所述同步电机的d轴注入有交流电压；基于所述采样电流确定响应电流在目标坐标系下的正序电流的实部，其中，所述响应电流为响应于所述交流电压而产生的电流；根据所述实部与转子位置差的关联关系确定当前转子位置差；
所述交流电压的频率小于基波频率。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述采样电流确定响应电流在目标坐标系下的正序电流的实部，包括：对所述采样电流进行滤波处理得到所述响应电流的正序电流；将所述响应电流的正序电流转换至旋转坐标系，得到在旋转坐标系下的正序电流，并确定其实部。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述实部与转子位置差的关联关系为：y＝k·x，其中，y表示所述实部，x表示所述转子位置差，k为与所述交流电压的参数相关的常数。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取同步电机的采样电流包括：对所述同步电机的定子三相电流进行clark变换得到定子二相电流。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述获取同步电机的采样电流进一步包括：基于在先转子位置估算值调整所述定子二相电流。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述d轴注入的交流电压的电压矢量信号的励磁磁场与转子磁场是对齐的。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：判断所述当前转子位置差是否为0，如果不为0，则向使得所述当前转子位置差为0的方向调整所述同步电机的定子三相电流。
8.一种同步电机的矢量控制方法，其特征在于，所述方法包括：在同步电机的d轴注入交流电压；采用如权利要求1-7中任一项所述的方法确定当前转子位置差；基于所述当前转子位置差和设定值，确定当前转子位置以及当前转子角频率；根据所述设定值、所述当前转子位置和所述当前转子角频率，进行电机的矢量控制；其中，所述设定值包括转子位置设定值和转子角频率设定值。
9.一种转子位置观测器，其特征在于，包括：电流采样模块，用于获取同步电机的采样电流，其中，所述同步电机的d轴注入有交流电压，所述交流电压的频率小于基波频率；电流处理模块，用于基于所述采样电流确定响应电流在目标坐标系下的正序电流的实部，其中，所述响应电流为响应于所述交流电压而产生的电流；位置差确定模块，用于根据所述实部与转子位置差的关联关系确定当前转子位置差。
10.根据权利要求9所述的转子位置观测器，其特征在于，所述电流处理模块包括：滤波子模块，用于对所述采样电流进行滤波处理得到所述响应电流的正序电流，转换子模块，用于将所述响应电流的正序电流转换至旋转坐标系，得到在旋转坐标系下的正序电流，并确定其实部。
11.根据权利要求10所述的转子位置观测器，其特征在于，所述电流处理模块在包括所述滤波子模块和转换子模块的同时，还包括：电流调整子模块，用于根据在先转子位置估算值调整所述采样电流。
12.一种同步电机的矢量控制装置，其特征在于，包括：电压注入模块，用于在同步电机的d轴注入交流电压；如权利要求9-11任一项所述的转子位置观测器；矢量控制模块，用于基于所述转子位置观测器确定的转子位置信息对同步电机进行矢量控制。
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