一种永磁同步电机电感参数获取方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种永磁同步电机电感参数获取方法及系统，该方法包括：通过外力拖动永磁同步电机以指定转速空载转动，然后获取指定转速下永磁同步电机的频率和永磁同步电机的电流调节单元输出的第一电压，接着根据所述频率和所述第一电压获取磁链，可以根据所述磁链分别获取施加不同直轴电流时的直轴电感、以及施加不同交轴电流时的交轴电感。利用本发明专利技术无需依赖电机的相电阻获取电感参数，而是按照永磁同步电机矢量控制中前馈解耦原理，分别对被测电机空载控制、仅施加直轴电流控制和仅施加交轴电流控制共三大步骤即可准确的获得永磁电机的电感参数。

Method and system for acquiring inductance parameters of permanent magnet synchronous motor

The invention discloses a method and system for obtaining the inductance parameters of a permanent magnet synchronous motor. The method comprises the following steps: drag the permanent magnet synchronous motor by external force to rotate the no-load at a specified speed, then obtain the frequency of the permanent magnet synchronous motor at the specified speed and the first voltage of the current adjusting single output of the permanent magnet synchronous motor. The frequency and the first voltage get the magnetic chain, which can obtain the direct axis inductors when the different direct current is applied according to the magnetic chain, and the AC axis inductors when the different axis current is applied. The inductance parameters of the permanent magnet synchronous motor can be obtained by using the principle of feedforward decoupling in the vector control of permanent magnet synchronous motor, and the inductance parameters of the permanent magnet motor can be accurately obtained by three steps, namely, the no-load control of the measured motor, the direct axis current control and the only application of the AC axis current control.

【技术实现步骤摘要】
一种永磁同步电机电感参数获取方法及系统
本专利技术涉及电机控制
，特别涉及一种永磁同步电机电感参数获取方法及系统。
技术介绍
永磁同步电机功耗低，效率高、调速范围宽，被广泛应用于电动汽车领域。为了使得永磁同步电机达到优良的控制性能，电机控制多采用矢量控制算法，在对永磁同步电机进行矢量控制时，交轴和直轴之间存在交叉耦合分量，在电机运行工况发生变化时，会因为耦合分量的存在，而使得电机的交轴电流、直轴电流相互作用，影响电机的动态性能。所以通常会对电机进行解耦控制，最常见的是前馈解耦和反馈解耦，这两类解耦方法都依赖于电机的电感等参数，所以对电机电感等参数进行辨识显得很重要。同步电机的解耦控制所需电机参数为电机磁链ψf、电机直轴电感Ld和电机交轴电感Lq。目前辨识同步电机的交、直轴电感通常采用脉冲电压冲击法。向电机施加固定的直轴(d轴)脉冲电压，采样d轴反馈电流，根据公式反推计算得到d轴电感。同理，向电机施加固定的交轴(q轴)脉冲电压，采样q轴反馈电流，根据公式反推计算得到q轴电感。然而，电感参数的获取依赖电机的相电阻Rs，相电阻Rs的精度会影响辨识电感参数的精度。此外，施加的固定电压幅值不易选取，电压幅值过大容易造成过流，电压幅值过小电流过小，不容易检测。因此，现有技术较难获取精确的电感参数。
技术实现思路
本专利技术提供了一种永磁同步电机电感参数获取方法及系统，解决现有技术较难获取精确的电感参数的问题。本专利技术提供了一种永磁同步电机电感参数获取方法，包括：通过外力拖动永磁同步电机以指定转速空载转动；获取指定转速下永磁同步电机的频率和永磁同步电机的电流调节单元输出的第一电压；根据所述频率和所述第一电压获取磁链；根据所述磁链分别获取施加不同直轴电流时的直轴电感、以及施加不同交轴电流时的交轴电感。优选地，所述根据所述磁链分别获取施加不同直轴电流时的直轴电感、以及施加不同交轴电流时的交轴电感包括：对于直轴电感：设定交轴电流为0；按照第一设定步长从零逐步增加给永磁同步电机施加的负向直轴电流，分别采集施加不同直轴电流时永磁同步电机的电流调节单元输出的电压；根据所述电压、所述磁链和所述频率获取不同直轴电流对应的直轴电感，直至达到第一结束条件；存储不同直轴电流对应的直轴电感；对于交轴电感：设定直轴电流为0；按照第二设定步长从零逐步增加给永磁同步电机施加的交轴电流，分别采集施加不同交轴电流时永磁同步电机的电流调节单元输出的电压；根据所述电压、所述磁链和所述频率获取不同交轴电流对应的交轴电感，直至达到第二结束条件；存储不同交轴电流对应的交轴电感。优选地，所述第一结束条件为：第一设定步长增加次数＞指定倍数的电机峰值电流与第一设定步长的比值；所述第二结束条件为：电机相电压≥逆变器极限电压。优选地，当第一电压为标幺值时，将第一电压转换为实际值；当电压为标幺值时，将电压转换为实际值。优选地，所述通过外力拖动永磁同步电机以指定转速空载转动包括：将原动机与永磁同步电机的转轴同轴连接；通过控制原动机的转速使得永磁同步电机以指定转速空载转动。相应地，本专利技术还提供了一种永磁同步电机电感参数获取系统，包括：永磁同步电机、逆变桥、转子角度计算单元、电感计算单元、电流调节单元、电压变换单元、电流变换单元、被测电机电流检测单元和调制发波单元，永磁同步电机分别与逆变桥、转子角度计算单元和电感计算单元相连，被测电机电流检测单元、电流变换单元、电流调节单元、电压变换单元、调制发波单元和逆变桥依序相连，转子角度计算单元还分别与电流变换单元、调制发波单元相连；所述永磁同步电机通过外力拖动以指定转速空载转动；所述被测电机电流检测单元用于检测永磁同步电机被拖动时产生的感生电流，并发送给电流变换单元；所述转子角度计算单元用于将位置角发送给调制发波单元和电流变换单元；所述电流变换单元用于将接收的感生电流和位置角转换为交轴电流和直轴电流，并发送给电流调节单元；所述电流调节单元用于将接收的交轴电流和直轴电流转换为交轴电压和直轴电压，并发送给电压变换单元；所述调制发波单元用于将接收的经电压变换单元转变后的电压根据位置角进行调波后，经由逆变桥输出给永磁电动机；所述电感计算单元用于根据所述磁链分别获取施加不同直轴电流时的直轴电感、以及施加不同交轴电流时的交轴电感。优选地，所述电流调节单元具体用于，对于直轴电感：设定交轴电流为0；按照第一设定步长从零逐步增加给永磁同步电机施加的负向直轴电流，直至达到第一结束条件；以及对于交轴电感：设定直轴电流为0；按照第二设定步长从零逐步增加给永磁同步电机施加的交轴电流，直至达到第二结束条件。优选地，所述第一结束条件为：第一设定步长增加次数＞指定倍数的电机峰值电流与第一设定步长的比值；所述第二结束条件为：电机相电压≥逆变器极限电压。优选地，所述逆变桥还与所述电感计算单元相连，所述逆变桥将逆变器满调电压发送给所述电感计算单元，所述电感计算单元具体用于当电压为标幺值时，将电压转换为实际值。优选地，所述系统还包括：原动机和原动机转速控制单元，原动机转速控制单元与原动机电连接，原动机与永磁同步电机的转轴同轴连接；所述原动机转速控制单元用于通过控制原动机的转速使得永磁同步电机以指定转速空载转动。本专利技术提供的一种永磁同步电机电感参数获取方法及系统，通过外力拖动永磁同步电机以指定转速空载转动，然后获取指定转速下永磁同步电机的频率和永磁同步电机的电流调节单元输出的第一电压，接着根据所述频率和所述第一电压获取磁链，可以根据所述磁链分别获取施加不同直轴电流时的直轴电感、以及施加不同交轴电流时的交轴电感。利用本专利技术无需依赖电机的相电阻Rs获取电感参数，而是按照永磁同步电机矢量控制中前馈解耦原理，分别对被测电机空载控制、仅施加直轴电流控制和仅施加交轴电流控制共三大步骤即可准确的获得永磁电机的电感参数。进一步地，本专利技术提供的永磁同步电机电感参数获取方法及系统，提供了根据磁链获取直轴电感和交轴电感的方法，且不涉及施加固定电压，并设置了结束条件，不会造成过流而损坏电机，可以有效保护电机。进一步地，本专利技术提供的永磁同步电机电感参数获取方法及系统，根据交轴电感和直轴电感的特性，分别设置了不同的停止条件，这样可以更好的保护永磁同步电机。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为根据本专利技术实施例提供的永磁同步电机电感参数获取方法的第一种流程图；图2为根据本专利技术实施例提供的根据磁链获取电感的方法的一种流程图；图3根据本专利技术实施例提供的使得永磁同步电机以指定速度空载转动的一种流程图；图4为根据本专利技术实施例提供的永磁同步电机电感参数获取系统的第一种结构示意图；图5为根据本专利技术实施例提供的永磁同步电机电感参数获取系统的第二种结构示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的参数或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能解释为对本专利技术的限制。为了更好的理解本专利技术的技术方案和技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种永磁同步电机电感参数获取方法，其特征在于，包括：通过外力拖动永磁同步电机以指定转速空载转动；获取指定转速下永磁同步电机的频率和永磁同步电机的电流调节单元输出的第一电压；根据所述频率和所述第一电压获取磁链；根据所述磁链分别获取施加不同直轴电流时的直轴电感、以及施加不同交轴电流时的交轴电感。

【技术特征摘要】
1.一种永磁同步电机电感参数获取方法，其特征在于，包括：通过外力拖动永磁同步电机以指定转速空载转动；获取指定转速下永磁同步电机的频率和永磁同步电机的电流调节单元输出的第一电压；根据所述频率和所述第一电压获取磁链；根据所述磁链分别获取施加不同直轴电流时的直轴电感、以及施加不同交轴电流时的交轴电感。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述磁链分别获取施加不同直轴电流时的直轴电感、以及施加不同交轴电流时的交轴电感包括：对于直轴电感：设定交轴电流为0；按照第一设定步长从零逐步增加给永磁同步电机施加的负向直轴电流，分别采集施加不同直轴电流时永磁同步电机的电流调节单元输出的电压；根据所述电压、所述磁链和所述频率获取不同直轴电流对应的直轴电感，直至达到第一结束条件；存储不同直轴电流对应的直轴电感；对于交轴电感：设定直轴电流为0；按照第二设定步长从零逐步增加给永磁同步电机施加的交轴电流，分别采集施加不同交轴电流时永磁同步电机的电流调节单元输出的电压；根据所述电压、所述磁链和所述频率获取不同交轴电流对应的交轴电感，直至达到第二结束条件；存储不同交轴电流对应的交轴电感。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一结束条件为：第一设定步长增加次数＞指定倍数的电机峰值电流与第一设定步长的比值；所述第二结束条件为：电机相电压≥逆变器极限电压。4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，当第一电压为标幺值时，将第一电压转换为实际值；当电压为标幺值时，将电压转换为实际值。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过外力拖动永磁同步电机以指定转速空载转动包括：将原动机与永磁同步电机的转轴同轴连接；通过控制原动机的转速使得永磁同步电机以指定转速空载转动。6.一种永磁同步电机电感参数获取系统，其特征在于，包括：永磁同步电机、逆变桥、转子角度计算单元、电感计算单元、电流调节单元、电压变换单元、电流变换单元、被测电机电流检测单元和调制发波单元，永磁同步电机分别与逆变桥、转子...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘雪冰，李文杰，何俊，张茂飞，李杰，叶昌森，
申请(专利权)人：安徽江淮汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34