[发明专利]一种电机电阻自整定方法及系统

摘要

本发明具体涉及一种电机相电阻自整定方法，当电机启动时或低于预设速度运转时，运行以下步骤：通过变频器控制电路分别从电机的U、V、W三相电中读取电机的采样电流I_u、I_v、I_w；对采样电流I_u、I_v、I_w进行CLARK变换，得到静态两相DQ坐标下的采样电流I_D、I_Q；计算采样电流I_D和I_Q之间的角度；若是Arg∈(80°,110°)对当前载波频率下变频器输出的电压进行一阶滤波，得到滤波电压，将当前载波频率f₀按预设幅度变化为载波频率f₁，并更新硬件寄存器中的载波频率值；对载波频率f₁下变频器输出的电压u_{o_2}进行一阶滤波，得到滤波电压u_{D_o_2}；计算电机相电阻R_s的阻值，以进行电机矢量控制。根据本发明的技术方案，能降低电机相电阻R_s阻值变化对电机性能的影响，保证电机启动时或低速带负载运行时也能稳定运转。

主权项

1.一种电机相电阻自整定方法，其特征在于，当电机启动时或低于预设速度运转时，运行以下步骤：步骤S1、通过变频器控制电路分别从电机的U、V、W三相电中读取电机的采样电流Iu、Iv、Iw；步骤S2、对采样电流Iu、Iv、Iw进行CLARK变换，得到αβ两相静止坐标下的采样电流Iα、Iβ，其中，Iα为α轴采样电流，Iβ为β轴采样电流；步骤S3、根据公式Arg＝arctan(Iα,Iβ)，计算采样电流Iα和Iβ之间的角度Arg；步骤S4、判断所述角度Arg是否满足Arg∈(80°,110°)，若是，对当前载波频率f0下变频器输出的电压uo_1进行一阶滤波，得到滤波电压uα_o_1，否则，返回步骤S1；步骤S5、将当前载波频率f0变化为载波频率f1，并更新相应硬件寄存器中的载波频率值；步骤S6、对载波频率f1下变频器输出的电压uo_2进行一阶滤波，得到滤波电压uα_o_2；步骤S7、根据公式计算电机相电阻R_s的阻值；步骤S8、将R_s代入电机数学模型，以进行电机矢量控制；其中，所述电机数学模型为：U_s为电机的输出电压，ω_s为电机定子的角速度，L_sσ为电机定子线圈的漏电感量，L_m为电机定子每相绕组对应主磁通的励磁电感量，为通过电机定子线圈的电流，为通过电机转子线圈的电流；其中，步骤S7中的公式(1)由以下步骤推导得出：步骤S71、根据公式uα_1＝Iα_1RS+Δuα_1   (2)和公式uα_2＝Iα_2RS+Δuα_2   (3)可以得到：其中，Iα_1为Q轴采样电流IQ在αβ两相静止坐标下的垂直分量，Iα_2为D轴采样电流ID在αβ两相静止坐标下的水平分量，Iα_1和Iα_2由电流霍尔传感器采样所得，为已知量；uα_1为电机Q轴电压在αβ两相静止坐标下的垂直分量，uα_2为电机D轴电压在αβ两相静止坐标下的水平分量；Δuα_1为电机Q轴电压在αβ两相静止坐标下的垂直误差，Δuα_2为电机D轴电压在αβ两相静止坐标下的水平误差；uo_1＝uα_1‑Δuα_1，为载波频率f0下变频器输出的电压；uo_2＝uα_2‑Δuα_2，为载波频率f1下变频器输出的电压；步骤S72、根据电机采样电流ID大于预设电流值时PWM死区带来的电压误差与载波频率成正比，及相电阻Rs阻值漂移对电机输出电压的影响ΔuD_Rs在预设时间内是变化缓慢的量，可视为常数，可以得到：uα_o_1＝RS×ID+Δuα_pwm1   (5)、uα_o_2＝RS×ID+Δuα_pwm2   (6)和Δuα_pwm2＝1.5×Δuα_pwm1   (7)，其中，ID＝Iα_2‑Iα_1，uα_o_1＝uα_2‑uα_1，Δuα_pwmx＝Δuα_2‑Δuα_1,x＝1或2，当x＝1时，Δuα_pwm1为载波频率f0下PWM死区带来的电压误差；当x＝2时，Δuα_pwm2为载波频率f1下PWM死区带来的电压误差；步骤S73、将公式(7)带入公式(5)和公式(6)两式得到：uα_o_1＝RS×ID+Δuα_pwm1   (8)和uα_o_2＝RS×ID+1.5×Δuα_pwm1   (9)；步骤S74、公式(9)‑公式(8)，得到：2(uα_o_2‑uα_o_1)＝Δuα_pwm1   (10)步骤S75、将公式(10)代入公式(9)中，得到公式(1)。