大家好，我是程序小羊，接上篇文章，我們知道了方波高頻注入的原理，也不是很難嘛，在文章的結(jié)尾處我們談到了磁極識別，這是重點所以我打算好好聊一聊，為什么是這個是重點呢，因為如果這個識別不準(zhǔn)，電機(jī)很可能不轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)。

      前面提到 注入的高頻方波信號uˆdh 與uˆqh 的表達(dá)式為如下所示， 其中， Uh 為注入方波的幅值， k 為離散采樣時刻  

        前面我們知道， αβ 坐標(biāo)系下高頻響應(yīng)電流成分對應(yīng)高頻激勵可表示為  

       那么我們把公式1帶入公式2，則有了

       當(dāng)估計轉(zhuǎn)子角度收斂至實際值時，有 Δθ≈0， 則式（10） 可化簡為  

      觀察上述表達(dá)式， 由于(-1)k 項的存在， 在進(jìn)行轉(zhuǎn)子位置觀測前需要對此信號進(jìn)行正負(fù)判斷， 略去該高頻項。將上述 β、 α 軸兩相高頻響應(yīng)電流直接進(jìn)行相除，可直接消去(-1)k 項，并得到

      式中的轉(zhuǎn)子角度信息可直接通過反正切計算提取， 但在高頻激勵下反正切運(yùn)算會存在較大的誤差，進(jìn)而對轉(zhuǎn)子角度辨識結(jié)果造成較大的影響

       因此可以通過構(gòu)建轉(zhuǎn)子位置觀測器來辨識轉(zhuǎn)子位置

         其中誤差信息解耦原理基于如下公式， 利用正切函數(shù)解耦出轉(zhuǎn)子位置誤差信息，其表達(dá)式如下  

         由上述可知，使得 使得函數(shù)收斂的 Δθ 的值在轉(zhuǎn)子一個周期內(nèi)可能為 0°，但也可能為 180°，即完成對轉(zhuǎn)子位置的初步辨識后得到的?ˆ 極性可能是 N極或 S 極。因此需要對初步辨識出來的轉(zhuǎn)子位置進(jìn)行極性辨識，并作出相應(yīng)的補(bǔ)償 。

          在永磁同步電機(jī)的設(shè)計中，一般為了充分的利用永磁體，會將永磁同步電機(jī)設(shè)計為臨界磁飽和狀態(tài)。 當(dāng)磁路未飽和時，定子磁鏈呈現(xiàn)線性規(guī)律， 此時的等效電感為不隨電流變化的恒值 ， 當(dāng)磁路飽和時，定子磁鏈呈現(xiàn)非線性規(guī)律， 定子電流增大會加深磁飽和程度， 此時的等效電感會隨著電流的增大而減小。 基于磁路飽和原理，可以采用在辨識的轉(zhuǎn)子位置上，通過改變 d 軸基波參考電流 idref 來辨識轉(zhuǎn)子極性。 極性辨識補(bǔ)償?shù)霓D(zhuǎn)子角度記為 θc， θc=0°或 180°。 當(dāng) idref 方向和磁極方向同向時，磁路飽和程度加深， d 軸電感變小、 高頻響應(yīng)電流幅值變大。反之反之。

         利用這個特性，我們可以在idref施加兩次方向相反，幅值相同的直流偏置信號來判斷轉(zhuǎn)子極性。 為了保證辨識準(zhǔn)確性，在 idref 作用時， 累積高頻響應(yīng)電流幅值并求平均： 在正向直流偏置作用采樣時刻 ka~kb 內(nèi)求高頻響應(yīng)電流平均值 I1； 在反向直流偏置作用采樣時刻 kc~kd 內(nèi)求高頻響應(yīng)電流平均值 I2。 kb~kc 內(nèi)將 idref 恢復(fù)為 0 。

         通過對比累加后的電流大小來判別轉(zhuǎn)子磁性：若 I1>I2， 則判斷轉(zhuǎn)子極性為 N 極，無需補(bǔ)償， θc=0°；反之則判斷轉(zhuǎn)子極性為 S 極，需補(bǔ)償 θc=180°。