永磁同步电机静态电感参数的测量方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了永磁同步电机静态电感参数的测量方法及系统，步骤s1向永磁同步电机通入直流电压，调整U的值使得θr＝0；步骤s2向永磁同步电机注入高频电压，调整Um的值使得Imq和Imd达到预定值；步骤s3采集三相静止坐标系下的永磁同步电机的反馈高频电流并进行3s/2s变换，得到两相静止坐标系下电流；步骤s4利用预定极值算法得到周期内电流的最小值；步骤s5利用得到永磁同步电机直轴的电感值，利用得到永磁同步电机交轴的电感值；该方法能够实现静态时对永磁同步电机直轴，交轴电感参数的测量。

【技术实现步骤摘要】
永磁同步电机静态电感参数的测量方法及系统
本专利技术涉及电机领域，特别是涉及一种永磁同步电机静态电感参数的测量方法及系统。
技术介绍
永磁同步电机的控制需要用到永磁同步电机的电感参数，但是该项参数不易从用户手册上得到，为了实现对永磁同步电机更好的控制，因此在永磁同步电机进行控制之前需要对永磁同步电机的电感参数进行辨识。但是由于永磁同步电机的磁饱和特性，直轴(d轴)电感和交轴(q轴)电感往往会随着d-q轴电流大小的变化而变化，因此，如何能够在静态时实现对永磁同步电机d-q轴电感参数的测量，是本领域技术人员需要解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种永磁同步电机静态电感参数的测量方法，该方法能够静态时实现对永磁同步电机d-q轴电感参数的测量，简单快捷；本专利技术还提供一种永磁同步电机静态电感参数的测量系统。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种永磁同步电机静态电感参数的测量方法，包括：步骤s1、向永磁同步电机通入直流电压vsa＝U，vsβ＝0，调整U的值，使得θr＝0；其中，vsa，vsβ为定子电压，θr为电机转子位置角，U为正数；步骤s2、向所述永磁同步电机注入高频电压vsa＝Umsin(π-ωht)，vsβ＝Umcos(π-ωht)，调整Um的值，使得Imq和Imd达到预定值；步骤s3、采集三相静止坐标系下的所述永磁同步电机的反馈高频电流，并进行3s/2s变换，得到两相静止坐标系下电流isa，isβ；步骤s4、利用预定极值算法得到周期内isa，isβ的最小值Isamin，Isβmin；步骤s5、利用Imd＝Isαmin及得到所述永磁同步电机直轴的电感值，利用Imq＝Isβmin及得到所述永磁同步电机交轴的电感值。其中，所述步骤s2包括：向所述永磁同步电机注入高频电压vsa＝Umsin(π-ωht)，vsβ＝Umcos(π-ωht)，其中，电压幅值Um从0按预定速度方程增大；检测Imq和Imd的值是否达到预定值；当Imq和Imd的值达到预定值时，电压幅值Um保持不变。其中，所述步骤s2包括：向所述永磁同步电机注入高频电压vsa＝Umsin(π-ωht)，vsβ＝Umcos(π-ωht)，其中，电压幅值Um从0按预定速度方程增大；检测Imq和Imd的值是否达到预定值；当Imq和Imd的值达到预定值时，电压幅值Um保持不变。采集预定次数Imq和Imd的值；检测所述预定次数Imq和Imd的值是否在预定置信范围内；当所述预定次数Imq和Imd的值在预定置信范围内时，执行步骤s3。其中，所述步骤s4包括：利用周期内最大值最小值算法得到周期内isa，isβ的最小值Isamin，Isβmin。本专利技术提供一种永磁同步电机静态电感参数的测量系统，包括：三相逆变模块，用于向永磁同步电机通入直流电压vsa＝U，vsβ＝0，调整U的值，使得θr＝0；其中，vsa，vsβ为定子电压，θr为电机转子位置角，U为正数；向所述永磁同步电机注入高频电压vsa＝Umsin(π-ωht)，vsβ＝Umcos(π-ωht)，调整Um的值，使得Imq和Imd达到预定值；电流采样模块，用于采集三相静止坐标系下的所述永磁同步电机的反馈高频电流，并进行3s/2s变换，得到两相静止坐标系下电流isa，isβ；第一计算模块，用于利用预定极值算法得到周期内isa，isβ的最小值Isamin，Isβmin；第二计算模块，用于利用Imd＝Isαmin及得到所述永磁同步电机直轴的电感值，利用Imq＝Isβmin及得到所述永磁同步电机交轴的电感值。其中，所述三相逆变模块包括：直流单元，用于向永磁同步电机通入直流电压vsa＝U，vsβ＝0，调整U的值，使得θr＝0；其中，vsa，vsβ为定子电压，θr为电机转子位置角，U为正数；交流单元，用于向所述永磁同步电机注入高频电压vsa＝Umsin(π-ωht)，vsβ＝Umcos(π-ωht)，调整Um的值，使得Imq和Imd达到预定值。其中，所述交流单元包括：交流电压子单元，用于向所述永磁同步电机注入高频电压vsa＝Umsin(π-ωht)，vsβ＝Umcos(π-ωht)；检测子单元，用于检测Imq和Imd的值是否达到预定值；保持子单元，用于当Imq和Imd的值达到预定值时，电压幅值Um保持不变。其中，所述交流单元还包括：采集子单元，用于采集预定次数Imq和Imd的值；判断子单元，用于检测所述预定次数Imq和Imd的值是否在预定置信范围内。本专利技术所提供的一种永磁同步电机静态电感参数的测量方法，通过向永磁同步电机通入直流电压vsa＝U，vsβ＝0，调整U的值，使得θr＝0；向所述永磁同步电机注入高频电压vsa＝Umsin(π-ωht)，vsβ＝Umcos(π-ωht)；采集三相静止坐标系下的所述永磁同步电机的反馈高频电流，并进行3s/2s变换，得到两相静止坐标系下电流isa，isβ；利用最小值通过及计算得到永磁同步电机d-q轴电感参数，从而大大提高永磁同步电机的控制效果；该方法的结构简单，计算量小，且计算精度高。附图说明为了更清楚的说明本专利技术实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的永磁同步电机静态电感参数的测量系统控制示意图。具体实施方式本专利技术的核心是提供一种永磁同步电机静态电感参数的测量方法，该方法能够静态时实现对永磁同步电机d-q轴电感参数的测量，简单快捷；本专利技术还提供一种永磁同步电机静态电感参数的测量系统。为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。永磁同步传动系统由于具有功率密度大、损耗小、效率高等优点，应用越来越来广泛。永磁同步传动系统常采用矢量控制技术。在永磁同步传动系统矢量控制的应用中，电流控制器控制参数的整定，电磁转矩的计算，转子磁链观测等方面需要用到永磁同步电机的电感参数，包括直轴(d轴)电感和交轴(q轴)电感。永磁同步电机控制需要用到永磁同步电机的电感参数，而该项参数不易从用户手册上得到，为了实现对永磁同步电机更好的控制，因此对永磁同步电机进行控制之前需要采用变频器实现对永磁同步电机的电感参数的辨识。而电感参数在永磁同步电机的用户手册中往往不易得到，因此在进行矢量控制之前，需要对永磁同步电机的d-q轴电感进行静态辨识。然而，由于电机的磁饱和特性，直轴(d轴)电感和交轴(q轴)电感往往会随着d-q轴电流大小的变化而变化，不易获得。目前，永磁同步电机的电感参数获得的方法不仅计算量大，设备复杂，且都没有考虑到饱和因素的影响，结果不准备存在误差。因此，本专利技术为了准确获得永磁同步电机静态的电感参数用于控制，采用下述方法和系统进行。本专利技术的技术原理如下：永磁同步电机在两相静止坐标系下的电压方程(1)所示将电压方程写成矩阵形式，则有vs本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种永磁同步电机静态电感参数的测量方法，其特征在于，包括：步骤s1、向永磁同步电机通入直流电压vsa＝U，vsβ＝0，调整U的值，使得θr＝0；其中，vsa，vsβ为定子电压，θr为电机转子位置角，U为正数；步骤s2、向所述永磁同步电机注入高频电压vsa＝Umsin(π‑ωht)，vsβ＝Umcos(π‑ωht)，调整Um的值，使得Imq和Imd达到预定值；步骤s3、采集三相静止坐标系下的所述永磁同步电机的反馈高频电流，并进行3s/2s变换，得到两相静止坐标系下电流isa，isβ；步骤s4、利用预定极值算法得到周期内isa，isβ的最小值Isamin，Isβmin；步骤s5、利用Imd＝Isαmin及得到所述永磁同步电机直轴的电感值，利用Imq＝Isβmin及得到所述永磁同步电机交轴的电感值。

【技术特征摘要】
1.一种永磁同步电机静态电感参数的测量方法，其特征在于，包括：步骤s1、向永磁同步电机通入直流电压vsa＝U，vsβ＝0，调整U的值，使得θr＝0；其中，vsa，vsβ为定子电压，θr为电机转子位置角，U为正数；步骤s2、向所述永磁同步电机注入高频电压vsa＝Umsin(π-ωht)，vsβ＝Umcos(π-ωht)，调整Um的值，使得Imq和Imd达到预定值；其中，Imq为所述永磁同步电机交轴的电流幅值，Imd为所述永磁同步电机直轴的电流幅值；步骤s3、采集三相静止坐标系下的所述永磁同步电机的反馈高频电流，并进行3s/2s变换，得到两相静止坐标系下电流isa，isβ；步骤s4、利用预定极值算法得到周期内isa，isβ的最小值Isamin，Isβmin；步骤s5、利用Imd＝Isαmin及得到所述永磁同步电机直轴的电感值，利用Imq＝Isβmin及得到所述永磁同步电机交轴的电感值。2.如权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述步骤s2包括：向所述永磁同步电机注入高频电压vsa＝Umsin(π-ωht)，vsβ＝Umcos(π-ωht)，其中，电压幅值Um从0按预定速度方程增大；检测Imq和Imd的值是否达到预定值；当Imq和Imd的值达到预定值时，电压幅值Um保持不变。3.如权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述步骤s2包括：向所述永磁同步电机注入高频电压vsa＝Umsin(π-ωht)，vsβ＝Umcos(π-ωht)，其中，电压幅值Um从0按预定速度方程增大；检测Imq和Imd的值是否达到预定值；当Imq和Imd的值达到预定值时，电压幅值Um保持不变；采集预定次数Imq和Imd的值；检测所述预定次数Imq和Imd的值是否在预定置信范围内；当所述预定次数Imq和Imd的值在预定置信范围内时，执行步骤s3。4.如权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述步骤s4包括：利用周期内最大值最小值算法得到周期内isa，isβ的最小值Isamin，Isβmi...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯江华，尚敬，许峻峰，肖磊，文宇良，何亚屏，张朝阳，刘雄，
申请(专利权)人：南车株洲电力机车研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43