一种内嵌式永磁同步电机的参数估计方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种内嵌式永磁同步电机的参数估计方法及装置，其中参数估计方法，包括：步骤S1，根据定子绕组温度查询定子绕组电阻随温度变化的表格，获得对应的定子绕组电阻，根据转子温度估算值查询转子永磁磁链随温度变化的表格，获得对应的转子永磁磁链；步骤S2，将步骤S1获得的定子绕组电阻和转子永磁磁链作为内嵌式永磁同步电机状态方程的参数，采用递归最小二乘法对直轴电感和交轴电感进行辨识。本发明专利技术把对定子绕组电阻和转子永磁磁链查表的结果作为递归最小二乘法的既定参数，从而可以根据实时工况变化，准确度和稳定度均较高，且能减小算法执行时间，更易于在实际中应用。

【技术实现步骤摘要】
一种内嵌式永磁同步电机的参数估计方法及装置
本专利技术涉及汽车
，尤其涉及一种内嵌式永磁同步电机的参数估计方法及装置。
技术介绍
永磁同步电机由于具有功率密度高、转动惯量低、效率高等优点而被广泛地应用于高性能运动控制的应用场合。近年来电动汽车发展非常迅速，而永磁同步电机由于以上优点而在这一领域得到了广泛的应用。随着全世界对能源问题的日益重视，电机控制器往高效率、高控制性能和高可靠性的发展成为一种趋势。对于永磁同步电机控制器而言，要想实现高效率、高控制性能，就需要对被控电机的参数有一个全面和准确的了解。由于永磁同步电机的参数会随着运行工况和环境的不同而不同，所以其电机参数的辨识便成了一个难题。各种电机参数辨识的方法大体上可以分为两类，一类是离线测量，另一类是基于算法进行在线测量。离线测量或通过对电机模型进行有限元分析获取参数，或对电机参数进行离线测量的方法获取参数，或在电机静止时通以电压脉冲并观察其电流响应获取参数，或在电机稳态运行时，采用定子静态坐标系和转子坐标系的转换获取参数。不论采用上述何种方式获取的参数，离线测量都是最终通过把离线获取的参数存储在一张表中，当电机进行常规运行时，通过查表获得该工况下的电机参数。然而，离线测量的参数都有一定的局限性，要么电机参数在特定环境下获取，要么只是对电机参数中的一个子集进行了辨识，或者其辨识的参数对转子位置的误差不敏感。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种准确度和稳定性均较高的内嵌式永磁同步电机的参数估计方法及装置。为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种内嵌式永磁同步电机的参数估计方法，包括：步骤S1，根据定子绕组温度查询定子绕组电阻随温度变化的表格，获得对应的定子绕组电阻，根据转子温度估算值查询转子永磁磁链随温度变化的表格，获得对应的转子永磁磁链；步骤S2，将步骤S1获得的定子绕组电阻和转子永磁磁链作为内嵌式永磁同步电机状态方程的参数，采用递归最小二乘法对直轴电感和交轴电感进行辨识。其中，所述步骤S1还包括：将内嵌式永磁同步电机置于温箱，将其三相线引出，在设定的温度范围内，按设定的温度间隔进行定子绕组电阻测量；分别将各测量温度对应的定子绕组电阻测量值减去引出线本身的电阻值，得到定子绕组两相之间的电阻值；将定子绕组两相之间的电阻值除以2，得到各测量温度对应的定子绕组电阻值，并制成定子绕组电阻随温度变化的表格。其中，所述步骤S1还包括：将内嵌式永磁同步电机置于温箱并空载运行；在设定的转速范围内，按设定的转速间隔，测量各转速下电机电压的线峰峰值；在设定的温度范围内，按设定的温度间隔，测量同一温度、不同转速下电机电压的线峰峰值；根据测量获得的电机电压的线峰峰值计算同一温度、不同转速下的永磁磁链值，并求其平均值，获得该温度对应的永磁磁链；将不同温度下的永磁磁链制成随温度变化的表格。其中，所述内嵌式永磁同步电机状态方程中包括定子绕组的直轴电压和交轴电压，以及定子绕组的直轴电流和交轴电流，所述定子绕组的直轴电压和交轴电压的获取方式是：计算两相静止坐标系下的电压值；将所述两相静止坐标系下的电压值通过Park坐标变换，获得两相旋转坐标系下的电压值，作为所述定子绕组的直轴电压和交轴电压；所述定子绕组的直轴电流和交轴电流的获取方式是：把测量的三相电流进行Clarke变换，获得两相静止坐标系下的电流值；将所述两相静止坐标系下的电流值通过Park坐标变换，获得两相旋转坐标系下的电流值，作为所述定子绕组的直轴电流和交轴电流。其中，所述步骤S2还包括：计算直轴电感和交轴电感的初始静态值，并将所述初始静态值作为采用递归最小二乘法对直轴电感和交轴电感进行辨识时的初始值。其中，所述计算直轴电感和交轴电感的初始静态值，具体包括：通过LCR测试仪测量内嵌式永磁同步电机U、V两相的电感最大值与电感最小值、V、W两相的电感最大值与电感最小值以及U、W两相的电感最大值与电感最小值；分别对电感最大值、电感最小值求平均值；将电感最小值的平均值除以2，获得直轴电感的初始静态值，将电感最大值的平均值除以2，获得交轴电感的初始静态值。其中，所述步骤S1中分别根据定子绕组温度、转子温度估算值查询所述表格是按第一周期周期性地进行，所述步骤S2中采用递归最小二乘法对直轴电感和交轴电感进行辨识是按第二周期周期性地进行，所述第一周期大于所述第二周期。其中，所述递归最小二乘法中遗忘因子的取值范围是(0.95,1)。本专利技术还提供一种内嵌式永磁同步电机的参数估计装置，包括：查表单元，分别用于根据定子绕组温度查询定子绕组电阻随温度变化的表格，获得对应的定子绕组电阻，以及根据转子温度估算值查询转子永磁磁链随温度变化的表格，获得对应的转子永磁磁链；辨识单元，用于将所述查表单元获得的定子绕组电阻和转子永磁磁链作为内嵌式永磁同步电机状态方程的参数，采用递归最小二乘法对直轴电感和交轴电感进行辨识。其中，所述查表单元还包括第一获取单元，用于获取定子绕组电阻随温度变化的表格，其获取方式是：将内嵌式永磁同步电机置于温箱，将其三相线引出，在设定的温度范围内，按设定的温度间隔进行定子绕组电阻测量；分别将各测量温度对应的定子绕组电阻测量值减去引出线本身的电阻值，得到定子绕组两相之间的电阻值；将定子绕组两相之间的电阻值除以2，得到各测量温度对应的定子绕组电阻值，并制成定子绕组电阻随温度变化的表格；所述查表单元还包括第二获取单元，用于获取转子永磁磁链随温度变化的表格，其获取方式是：将内嵌式永磁同步电机置于温箱并空载运行；在设定的转速范围内，按设定的转速间隔，测量各转速下电机电压的线峰峰值；在设定的温度范围内，按设定的温度间隔，测量同一温度、不同转速下电机电压的线峰峰值；根据测量获得的电机电压的线峰峰值计算同一温度、不同转速下的永磁磁链值，并求其平均值，获得该温度对应的永磁磁链；将不同温度下的永磁磁链制成随温度变化的表格。其中，所述内嵌式永磁同步电机状态方程中包括定子绕组的直轴电压和交轴电压，以及定子绕组的直轴电流和交轴电流，所述辨识单元包括电压获取模块和电流获取模块，所述电压获取模块用于获取定子绕组的直轴电压和交轴电压，其获取方式是：计算两相静止坐标系下的电压值；将所述两相静止坐标系下的电压值所述通过Park坐标变换获得两相旋转坐标系下的电压值，作为所述定子绕组的直轴电压和交轴电压；所述电流获取模块用于获取定子绕组的直轴电流和交轴电流，其获取方式是：把测量的三相电流进行Clarke变换，获得两相静止坐标系下的电流值；将所述两相静止坐标系下的电流值通过Park坐标变换，获得两相旋转坐标系下的电流值，作为所述定子绕组的直轴电流和交轴电流。其中，所述辨识单元包括初始值模块，所述初始值模块还用于计算直轴电感和交轴电感的初始静态值，所述初始静态值为采用递归最小二乘法对直轴电感和交轴电感进行辨识时的初始值；所述计算直轴电感和交轴电感的初始静态值的具体方式是：通过LCR测试仪测量内嵌式永磁同步电机U、V两相的电感最大值与电感最小值、V、W两相的电感最大值与电感最小值以及U、W两相的电感最大值与电感最小值；分别对电感最大值、电感最小值求平均值；将电感最小值的平均值除以2，获得直轴电感的初始静态值，将电感最大值的平均值除以2，获得交轴电感的初始静本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内嵌式永磁同步电机的参数估计方法，包括：步骤S1，根据定子绕组温度查询定子绕组电阻随温度变化的表格，获得对应的定子绕组电阻，根据转子温度估算值查询转子永磁磁链随温度变化的表格，获得对应的转子永磁磁链；步骤S2，将步骤S1获得的定子绕组电阻和转子永磁磁链作为内嵌式永磁同步电机状态方程的参数，采用递归最小二乘法对直轴电感和交轴电感进行辨识。

【技术特征摘要】
1.一种内嵌式永磁同步电机的参数估计方法，包括：步骤S1，根据定子绕组温度查询定子绕组电阻随温度变化的表格，获得对应的定子绕组电阻，根据转子温度估算值查询转子永磁磁链随温度变化的表格，获得对应的转子永磁磁链；步骤S2，将步骤S1获得的定子绕组电阻和转子永磁磁链作为内嵌式永磁同步电机状态方程的参数，采用递归最小二乘法对直轴电感和交轴电感进行辨识。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1还包括：将内嵌式永磁同步电机置于温箱，将其三相线引出，在设定的温度范围内，按设定的温度间隔进行定子绕组电阻测量；分别将各测量温度对应的定子绕组电阻测量值减去引出线本身的电阻值，得到定子绕组两相之间的电阻值；将定子绕组两相之间的电阻值除以2，得到各测量温度对应的定子绕组电阻值，并制成定子绕组电阻随温度变化的表格。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1还包括：将内嵌式永磁同步电机置于温箱并空载运行；在设定的转速范围内，按设定的转速间隔，测量各转速下电机电压的线峰峰值；在设定的温度范围内，按设定的温度间隔，测量同一温度、不同转速下电机电压的线峰峰值；根据测量获得的电机电压的线峰峰值计算同一温度、不同转速下的永磁磁链值，并求其平均值，获得该温度对应的永磁磁链；将不同温度下的永磁磁链制成随温度变化的表格。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述内嵌式永磁同步电机状态方程中包括定子绕组的直轴电压和交轴电压，以及定子绕组的直轴电流和交轴电流，所述定子绕组的直轴电压和交轴电压的获取方式是：计算两相静止坐标系下的电压值；将所述两相静止坐标系下的电压值通过Park坐标变换，获得两相旋转坐标系下的电压值，作为所述定子绕组的直轴电压和交轴电压；所述定子绕组的直轴电流和交轴电流的获取方式是：把测量的三相电流进行Clarke变换，获得两相静止坐标系下的电流值；将所述两相静止坐标系下的电流值通过Park坐标变换，获得两相旋转坐标系下的电流值，作为所述定子绕组的直轴电流和交轴电流。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2还包括：计算直轴电感和交轴电感的初始静态值，并将所述初始静态值作为采用递归最小二乘法对直轴电感和交轴电感进行辨识时的初始值。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述计算直轴电感和交轴电感的初始静态值，具体包括：通过LCR测试仪测量内嵌式永磁同步电机U、V两相的电感最大值与电感最小值、V、W两相的电感最大值与电感最小值以及U、W两相的电感最大值与电感最小值；分别对电感最大值、电感最小值求平均值；将电感最小值的平均值除以2，获得直轴电感的初始静态值，将电感最大值的平均值除以2，获得交轴电感的初始静态值。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1中分别根据定子绕组温度、转子温度估算值查询所述表格是按第一周期周期性地进行，所述步骤S2中采用递归最小二乘法对直轴电感和交轴电感进行辨识是按第二周期周期性地进行，所述第一周期大于所述第二周期。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述递归最小二乘法中遗忘因子的取值范围是(0.95,1)。9.一种内嵌式永磁同步电机的参数估计装置，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄慈梅，夏铸亮，李乐荣，廖展图，唐君华，
申请(专利权)人：广州汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44