[发明专利]一种电机定子电阻辨识方法

说明书

一种电机定子电阻辨识方法，应用于表贴式永磁同步电机，首先建立基于转子磁链定向的dq坐标系，在表贴式永磁同步电机运转过程中，通过消去电机定子电压方程中非电阻压降的部分，由电阻压降部分的电压和电流计算出定子电阻阻值。本发明的辨识方法不仅实现在线辨识，而且可以辨识电机在不同转速运行时的定子电阻阻值，还可以在电机长时间运转过程中，实时辨识由于电机温度等因素影响而发生改变的定子电阻阻值。与传统在线辨识方法相比，本发明计算定子电阻时，只需要电压电流信号，不需要电机的其他参数信息，具有算法简单，易于用DSP实现的优点，并且具有较高的辨识精度。

技术领域

本发明属于机电技术领域，用于伺服控制领域，涉及电机参数辨识，具体为一种电机定子电阻辨识方法。

背景技术

电机参数辨识主要应用于伺服控制领域，其中，电机在运转过程中参数由于温度等因素的影响发生变化，进而影响控制的效果。研究电机参数的辨识和更新，对于改善控制性能具有重要意义。

目前，电机参数辨识的方法有多种，其中，辨识电机定子电阻的方法主要分为离线辨识和在线辨识。参考文件1：中国专利申请CN201410128726.3《定子电阻的测量方法、装置和温度检测方法、装置》中提出了一种离线辨识定子电阻的方法，其原理如下：首先获取电机电流矢量的角度，每次获取的电机电流矢量的角度在前一次获取的角度的基础上顺时针或逆时针变化预设角度，然后分别设定两次电机d轴电流给定值，相应的得到两次电机稳态电压值，最后根据式(1)计算出电机定子电阻值：

式(1)中，R_s为电机的定子电阻值，I₁、I₂分别为两次电流给定值，U₁、U₂为两次电机稳态电压值。这种方法需要预设电机电流矢量角度，因此无法在电机正常运转过程中对定子电阻进行在线辨识。

参考文献2：中国专利申请CN201210071506.2《定子电阻在线辨识方法及装置》提出了一种在线辨识的方法，其原理如下：当电机处于稳态时，获取电机定子电流i_s和定子电压u_s；将电机定子电流i_s定向在同步旋转dq坐标系的d轴，计算d轴的分量i_d，或将电机定子电流i_s定向在同步旋转dq坐标系q轴，计算q轴的分量i_q；计算锁相角θ_i、同步转速ω_s；根据θ_i计算定子电压u_s在d轴的分量u_d和在所述q轴的分量u_q；获取磁链控制环给定值ψ_s_ref作为电机定子磁链ψ_s的幅值|ψ_s|，并计算ψ_s在q轴的分量ψ_sq，或d轴的分量ψ_sd；根据式(2)计算定子电阻值R_s。

上述的方法需要计算锁相角，同时还需要获取定子磁链的幅值，计算比较复杂。而其他的在线辨识方法，例如最小二乘法、模型参考自适应法和卡尔曼滤波法都存在算法复杂，计算量大等问题，工程化实现比较困难。

发明内容

本发明要解决的问题是：现有技术难以在电机正常运转过程中对定子电阻进行在线辨识，算法复杂，计算量大。

本发明的技术方案为：一种电机定子电阻辨识方法，应用于表贴式永磁同步电机，首先建立基于转子磁链定向的dq坐标系，在表贴式永磁同步电机运转过程中，通过消去电机定子电压方程中非电阻压降的部分，由电阻压降部分的电压和电流计算出定子电阻阻值，包括以下步骤：

1)表贴式永磁同步电机在d轴坐标系下的电压方程为：