[发明专利]永磁同步电机静态参数在线辨识的装置与方法

摘要

本发明涉及一种永磁同步电机静态参数在线辨识的装置与方法，其中包括在原有的伺服控制系统中加入阶梯电压发生器、脉冲电压发生器和参数辨识单元；在电机运行前或在运行过程中暂停的间隙，参数辨识单元控制阶梯电压发生器发出具有多级台阶的直轴阶梯电压信号或控制脉冲电压发生器发出具有不同幅度的多组交轴脉冲电压信号，经变换后输入永磁同步电机，然后将电机中直轴电流或交轴电流采集到参数辨识单元中；与此同时，阶梯电压发生器和脉冲电压发生器发出的测试信号也被采集到参数辨识单元中，在电机转轴不发生转动的前提下，辨识出电机的实时定子绕组电阻、直轴电感和交轴电感的值来。本发明原理清晰、结构简单、快速高效、易于实施。

主权项

一种永磁同步电机静态参数在线辨识的装置，包括整流电源与母线电压测量、逆Park变换单元、空间矢量脉宽调制器、三相逆变器、电流互感器、Carke变换单元、Park变换单元、角速度与角位置传感器、位置与速度信号处理单元、三角函数发生器、阶梯电压发生器、脉冲电压发生器、参数辨识单元、以及待辨识参数的永磁同步电机；阶梯电压发生器的输出分别连接到逆Park变换单元的输入端和参数辨识单元的输入端；脉冲电压发生器的输出分别连接到逆Park变换单元的输入端和参数辨识单元的输入端；测试电压指令ud*和uq*经逆Park变换单元变换成α‑β坐标系下的电压指令uα*和uβ*送往空间矢量脉宽调制器的输入端，再经空间矢量脉宽调制器变成三相电压控制指令uu*、uv*、uw*送往三相逆变器的输入端，再由三相逆变器变换成控制永磁同步电机的三相电流值iu、iv、iw，流入永磁同步电机；通过电流互感器检测到的永磁同步电机三相绕组中的电流iu、iv、iw被送往坐标变换单元Carke变换单元和Park变换单元，经坐标变换变换后得到d、q轴上的电流id、iq，再送往参数辨识单元进行参数辨识；从角速度与角位置传感器得到的信号经位置与速度信号处理单元计算后得到的电角位置值θe被送入三角函数发生器，计算得到相应的Sinθe和Cosθe值，再送入逆Park变换单元和Park变换单元；从位置与速度信号处理单元计算得到的电角速度值ωe被送往参数辨识单元，用来监测电机的转动状况；参数辨识单元的控制输出端分别连接到阶梯电压发生器和脉冲电压发生器的输入端，用来控制阶梯电压发生器和脉冲电压发生器的启动或停止；整流电源与母线电压测量为整个系统提供所需的电源，并输出母线电压um的测量值，其特征在于，在电机运行前或在运行过程中暂停的间隙，参数辨识单元控制阶梯电压发生器发出具有多级台阶的直轴阶梯电压信号或控制脉冲电压发生器发出具有不同幅度的多组交轴脉冲电压信号，经变换后输入永磁同步电机，然后将电机中直轴电流或交轴电流的变化采集到参数辨识单元中，与此同时，这些具有多级台阶的直轴阶梯电压信号和具有不同幅度的多组交轴脉冲电压信号也被采集到参数辨识单元中，在电机转轴不发生转动的前提下，辨识出电机的实时定子绕组电阻、直轴电感和交轴电感的值来。