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高频注入法的三大流派: 旋转电压法,脉振法,方波注入...

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楼主
Angus 发表于 2021-3-10 11:46:10 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |正序浏览 |阅读模式
本帖最后由 Angus 于 2021-3-25 22:19 编辑

高频注入法的三大流派: 旋转电压法,脉振法,方波注入法。
旋转电压法
简单来说,就是给电机不同方向通电,由于不同方向电感不一样,所以电流不一样,利用这个电流差别,识别或计算出磁铁位置。
给电机通个高频旋转电压,就是快速给不同方向通电,再从电流中滤波分离出高频电流。用这个高频电流分量计算出磁铁位置。这个高频电压一般500Hz~2KHz,频率较高,电压较低,不会让电机旋转。电机旋转依然靠频率更低的旋转电流,  电机电流含有低频分量, 和高频分量。
  看框图,需要三次滤波运算,一次 PI 运算,五个加法器,两个乘法器,高频电压还要单独做坐标旋转,因为与转电机的电压角度不一样,所以占用 CPU 时间较多。
  

为什么要乘正余弦呢? 公式推导过程比较复杂,感兴趣的可去网上查,这里只简单说一下原理:
如果跟踪某个角度变化的向量(a,b)的角度,先估计一个角度x,与角度x 垂直的向量为( sin(x), -cos(x)),按"两向量垂直的充要条件是数量积=0"这一定理可知,如果 a*sin(x) -b*cos(x) = 0;则向量(a,b)的角度就是 x。 如果数量积不等于0,夹角小于90度为正,夹角大于90度为负,而且角度偏差越大,绝对值越大。 如此就可以用这个数量积,乘个系数后,去调整角度 x 的值。让角度 x 逐步逼近向量(a,b)角度,只要逼近速度快于向量变化速度,多次逼近运算后, 虽然向量(a,b)的角度总在变,但此向量的角度与估计角度x 的误差就很小。


脉振法
既然旋转电压法的、每个方向的电压产生的电流,都可以让角度逼近,那只在 d 轴附近通高频电压好了,这样计算就简单了。
在一个假定的角度x 加个高频电压,测量高频电流向量(Ia,Ib),如果这个假定的角度 x,刚好是磁铁方向 —— d 轴,高频电流的方向就会与高频电压一致,角度也是 x , 则电流在x 垂直方向的电流 a*sin(x) =0。
如果加电压的角度 x ,与磁铁d 轴有个角度差,则电流方向与加电压的方向 x 就不一致,这一点请查阅相关资料。当加电压的方向 x 与磁铁夹角中锐角时,则在电压方向 x 的垂直方向的电流分量 a*sin(x), 就会是个非0值,而且这个值与“电压方向与磁铁方向的角度偏差”基本成正比,所以,可以用电流在垂直方向的分量,修正加电压的方向 x ,让其靠近磁铁方向,几次运算修正后,x 就是磁铁方向 —— d 轴。
计算只需两次滤波,一个加法器,一个乘法器,一次 PI 运算。高频电压与转电机的电压角度一致,高频电压不必单独做坐标变换,加到转电机的低频电压中一起做坐标变换,占用 CPU 时间少。


方波注入法
方波注入,是在估计的 d  轴不停的注入两次电压,一正一负,测量这两次电流,两次电流均值认为是转电机的低频电流,这两次电流差认为是高频电流,输入到 PI 运算逼近真实 d  轴,  好处是省去了滤波器,缺点是这一正一负的通电定时,与PWM时间不一致,输出定时控制比较麻烦。









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板凳
arthur 发表于 2021-3-24 10:14:39 | 只看该作者
好贴,我得补下相关知识。
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沙发
a20084666 发表于 2021-3-10 13:19:22 | 只看该作者
高频低速很好   通配性弱了写
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