[发明专利]永磁同步电机静止状态下参数离线辨识方法

说明书

技术领域

本发明涉及电机控制领域，具体涉及永磁同步电机静止状态下参数离线辨识方法。

背景技术

近年来，永磁同步电机调速系统逐渐成为交流调速传动领域的研究热点，在航天、电动车等领域得到广泛的应用。这是由于永磁同步电机与传统的感应电机相比，其优点在于:高效节能、功率因数高、功率密度高、过载能力强等，永磁同步电机已成为变频调速电气传动系统的理想选择。

目前，许多永磁同步电机调速系统的控制技术，例如最大转矩电流比控制、弱磁控制、无位置传感控制等均要求事先知道永磁同步电机的参数。此外，在设计永磁同步电机矢量控制系统的电流环PI控制器时，也需要知道被控电机的参数。因此，在永磁同步电机处于静止状态下预先辨识其参数变的十分重要。

针对永磁同步电机参数的静止辨识需求，目前较多采用的方法是使用仪器对电机进行测量。该方法需要人工转动电机转子，并且需要转子的精确定位，耗时费力。也有提出采用通用变频器对电机参数进行辨识的方案，这些方案在辨识过程中需要对转子外锁或者在辨识起始时转子会转动到一个固定位置，这在电机已经耦合负载的情况下便无法适用，同时有些方法的辨识精度也不高。

发明内容

本发明为了解决现有永磁同步电机静止参数辨识方法需要转子外锁、辨识时间过长、结果一致性差、实用性较差等问题，从而提出了永磁同步电机静止状态下参数离线辨识方法。

本发明所述的永磁同步电机静止状态下参数离线辨识方法包括下述步骤:

步骤一、通过向永磁同步电机的定子绕组中注入高频旋转电压和脉冲电压的方式获得永磁同步电机转子初始位置角θ；

步骤二、停止注入电压，采用开环控制方式，在被测永磁同步电机的定子绕组直轴中注入幅值为U_id、角频率为ω_i的直轴正弦高频电压矢量信号;

同时采集永磁同步电机定子绕组的三相电流数值，通过旋转坐标变换，得到直轴高频电流分量，

采用离散傅里叶变换对得到直轴高频电流幅值进行处理，进而计算得到直轴电感L_d，

计算得到直轴电感L_d的具体过程为：

步骤二一、通过查表法产生幅值为U_id、角频率为ω_i的直轴正弦高频电压矢量信号U_idsinω_it，

步骤二二、通过采集获得的A相绕组的电流和C相绕组的电流，计算得到B相绕组的电流，

步骤二三、利用三相静止坐标到两相旋转坐标系的变换公式，得到直轴电流值和交轴电流值，

步骤二四、采用离散傅里叶变换计算直轴电流中ω_i频率的正弦分量的幅值I_d1，

步骤二五、由U_id、I_d1和ω_i计算得到直轴电感L_d，

步骤三、停止注入直轴高频电压矢量信号，在永磁同步电机定子绕组交轴注入幅值为U_iq、角频率为ω_i的交轴正弦高频电压矢量信号;

同时采集永磁同步电机定子绕组三相电流数值，通过旋转坐标变换，得到交轴高频电流分量，

采用离散傅里叶变换得到交轴高频电流幅值，进而计算得到交轴电感L_q，

计算得到交轴电感L_q的具体过程为:

步骤三一、通过查表法产生幅值为U_iq、角频率为ω_i的直轴正弦高频电压矢量信号U_iqsinω_it，

步骤三二、通过采集获得的A相绕组的电流和C相绕组的电流，计算得到B相绕组的电流，

步骤三三、利用三相静止坐标到两相旋转坐标系的变换公式，得到直轴电流值和交轴电流值，

步骤三四、采用离散傅里叶变换计算交轴电流中ω_i频率的正弦分量的幅值I_q2，

步骤三五、由U_iq、I_q2和ω_i计算得到交轴电感L_q，