[发明专利]一种永磁同步电机电感和转子磁链的辨识方法

说明书

本发明提出一种永磁同步电机电感和转子磁链的辨识方法，该方法基于遗忘因子的递推最小二乘法可以在电机定子三相电阻对称以及不对称的情况下实现对电机电感和磁链的辨识，辨识的准确度较高，且收敛速度快，通过辨识值可以实现电机的故障诊断。

技术领域

本发明涉及一种永磁同步电机电感和转子磁链的辨识方法，具体的说，是一种在定子电阻对称和不对称情况下都能辨识电机电感和转子磁链的方法，属于永磁同步电机故障诊断技术领域。

背景技术

永磁同步电机（以下简称PMSM）以其高功率密度、高效率、高调速范围以及较高的过载能力的优点被广泛应用于各种电气设备中，其中PMSM的参数值对于系统的控制性能十分重要，为了减小电机参数变化对控制系统的影响，国内外学者提出了多种对电机参数辨识的方法。

但是到目前为止，这些参数辨识方法基本集中于对理想状态下电机的数学模型分析并进行参数辨识，而对于参数不对称运行的电机参数辨识还未进行过多研究。

电机不对称运行是经常发生的，如定子绕组故障、转子失磁故障、电机负荷不对称以及供电电源发生短路故障等都是导致电机不对称运行的原因，因此对电机不对称运行时的参数辨识很有必要。

PMSM运行过程中，逆变器功率器件本身可能存在参数不一致现象，功率线、接插件及逆变器定子绕组容易产生电阻参数不对称，逆变器功率器件本身也可能存在参数不一致现象。定子参数不对称可能造成电机数学模型的结构发生变化，影响现有方法进行参数辨识的结果。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种永磁同步电机电感和转子磁链的辨识方法，在永磁同步电机定子电阻不对称或者对称运行的状态下，都可以实现对电机电感和磁链的辨识。

为了解决所述技术问题，本发明采用的技术方案：一种永磁同步电机电感和转子磁链的辨识方法，包括以下方法：

S01）对定子绕组加以呈对称正弦分布的磁动势，使电感随转子位置正弦变化，则永磁同步电机在三相静止坐标系下的电压方程为：

（1），

公式1中，、、为三相定子电压，、、为三相定子电流，、、为三相转子磁链，为微分算子，、、为三相定子电阻；

S02）、通过Park变换将三相静止坐标系下的电压方程转换到两相正交旋转的坐标系下，两相正交旋转的坐标系的坐标轴分别为轴和轴，永磁同步电机在两相正交旋转的坐标系下的电压方程为：

（11），

其中：

（12），

（13），

（14），

式中，、、、、R_d、R_q分别为永磁同步电机在两相正交旋转的坐标系下的d轴电流、q轴电流、d轴电压、q轴电压、d轴电阻和q轴电阻， R_dq为轴和轴耦合部分的电阻，和为电机、轴的电感，为电机转子磁链，为电机的电角速度，为转子位置电角度；

S03）、通过公式11可以写出电机的状态方程为：

（15），

对于表面式永磁同步电机有：，则公式（15）可以写为：

（16），

将公式16转换为最小二乘的格式有：

（17），