一种电机q轴电感的离线辨识方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种电机q轴电感的离线辨识方法及系统，方法包括：S1：采用PWM波控制电机转子转动到固定坐标轴α轴方向，并控制电机转子不动；S2：待电机相电流稳定后采集流入电机U相的相电流；S3：采用PWM波控制电机转子转动到270度方向，等待电机稳定，关闭PWM波；S4：在确定电机线圈电流为0时，再次采用PWM波控制电机转子转动到固定坐标轴α轴方向，并控制电机转子不动，在电流稳定前采集电机α轴上的电流和对应的时间，该α轴上的电流为q轴当前电流；S5：根据采集的q轴当前电流和对应的时间，以及U相的相电流，确定电机q轴电感。本方案不仅节降低了成本，还可以离线辨识出q轴电感实现对不同压缩机的控制。

【技术实现步骤摘要】
一种电机q轴电感的离线辨识方法及系统
本专利技术涉及机电
，特别涉及一种电机q轴电感的离线辨识方法及系统。
技术介绍
传统变频电机控制技术，需要由电机厂家提供q轴电感的参数，这是由电机控制模型来决定的。通常情况下，会将q轴电感的参数存储在存储器中，保留控制程序不变，在对不同压缩机进行控制时，只需在存储器中读取q轴电感的参数即可。然而，经过一定时间后，压缩机参数可能会发生变化，如此，存入到存储器中的q轴电感的参数则无法实现对压缩机的控制。因此，急需提供一种电机q轴电感的离线辨识方法，以实现对不同压缩机的控制。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种电机q轴电感的离线辨识方法及系统，以实现对不同压缩机的控制。本专利技术实施例提供了一种电机q轴电感的离线辨识方法，包括：S1：采用PWM波控制电机转子转动到固定坐标轴α轴方向，并控制电机转子不动；S2：待电机相电流稳定后采集流入电机U相的相电流；S3：采用PWM波控制电机转子转动到270度方向，等待电机稳定，关闭PWM波；S4：在确定电机线圈电流为0时，再次采用PWM波控制电机转子转动到固定坐标轴α轴方向，并控制电机转子不动，在电流稳定前采集电机α轴上的电流和对应的时间，其中，该α轴上的电流为q轴当前电流；S5：根据采集的q轴当前电流和对应的时间，以及U相的相电流，确定电机q轴电感。优选地，所述S5，包括：根据电机控制模型为如下式(1)所示：其中，Vq用于表征电机q轴电压；Ld用于表征电机d轴电感；ω用于表征电机当前运行角速度；Id用于表征电机d轴电流；r用于表征电机的相电阻；Iq用于表征电机q轴电流；Lq用于表征电机q轴电感；t用于表征运行时间；KE用于表征电机反电动势常数；在步骤S1中，控制电机转子不动，此时ω＝0，那么根据式(1)得到如下式(2)：对式(2)进行变换得到如下式(3)：根据式(3)，当t→∞时，将式(3)进行变换得到步骤S2中电机U相的相电流IU，该相电流IU如下式(4)所示：根据式(3)和式(4)，得到如下所述q轴当前电流与所述相电流IU的关系，如下式(5)所示：利用式(5)，根据采集的q轴当前电流和对应的时间t，以及所述相电流IU，计算出电机q轴电感Lq。优选地，进一步包括：在步骤S4中，在电流稳定前采集电机的n个q轴当前电流以及每一个q轴当前电流对应的时间；其中，n为不小于2的整数；所述S5，包括：根据每一个q轴当前电流以及每一个q轴当前电流对应的时间，以及U相的相电流，计算电机对应的q轴当前电感；根据n个q轴当前电感确定出电机q轴电感。优选地，所述根据n个q轴当前电感确定出电机q轴电感，包括：利用下式(6)计算出电机q轴电感：其中，Lq用于表征电机q轴电感，Lq(i)用于表征电机第i个q轴当前电感。优选地，在所述采用PWM波控制电机转子转动到固定坐标轴α轴方向之前，进一步包括：确定PWM波的占空比，使得所述电机U相的相电流的大小位于设定的电流范围内。优选地，步骤S1中采用的PWM波的占空比与步骤S4中采用的PWM波的占空比相同。优选地，所述确定电机线圈电流为0，包括：在步骤S3中关闭PWM波时开始计时，在计时达到设定的设定时间段时，确定电机线圈电流为0。优选地，所述确定电机线圈电流为0，包括：利用电流检测电路检测电机线圈电流，并根据电流检测电路的检测结果确定电机线圈电流。本专利技术实施例还提供了一种电机q轴电感的离线辨识系统，包括：微控制器、信号发生器、电流检测电路和计时器；其中，所述微控制器与所述信号发生器、所述电流检测电路和所述计时器分别连接；所述信号发生器、所述电流检测电路分别与外部电机连接；所述微控制器，用于控制所述信号发生器的开启和关闭，以及向所述信号发生器发送所需输出PWM波的参数；用于控制所述电流检测电路对电机U相的相电流进行检测以及对α轴上的电流进行检测，并接收所述电流检测电路反馈的检测结果，以及获取每一次检测时所述计时器上对应的时间；以及用于根据检测结果和获取的时间，计算电机q轴电感；所述信号发生器，用于根据所述微控制器的控制输出相应参数的PWM波，以及关闭输出PWM波；电流检测电路，用于根据所述微控制器的控制对电机U相的相电流进行检测以及对α轴上的电流进行检测，并将检测结果发送给所述微控制器。本专利技术实施例提供了一种电机q轴电感的离线辨识方法及系统，根据电机控制模型可以确定出电机q轴电流与时间成指数关系，且包括电流的上升阶段和稳定阶段，因此通过确定出电流稳定后的流入电机U相的相电流，以及采集上升阶段的q轴当前电流和对应的时间，可以确定出电机q轴电感，无需将电机的q轴电感的参数存储在存储器中，不仅节降低了成本，还可以离线辨识出q轴电感实现对不同压缩机的控制。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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是本专利技术一个实施例提供的一种方法流程图；图2是本专利技术一个实施例提供的一种系统结构图；图3是本专利技术一个实施例提供的另一种方法流程图；图4是本专利技术一个实施例提供的一种坐标变换示意图；图5是本专利技术一个实施例提供的q轴电感与运行时间的关系变化关系。具体实施方式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的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。如图1所示，本专利技术实施例提供了一种电机q轴电感的离线辨识方法，该方法可以包括如下步骤：步骤101：采用PWM波控制电机转子转动到固定坐标轴α轴方向，并控制电机转子不动；步骤102：待电机相电流稳定后采集流入电机U相的相电流；步骤103：采用PWM波控制电机转子转动到270度方向，等待电机稳定，关闭PWM波；步骤104：在确定电机线圈电流为0时，再次采用PWM波控制电机转子转动到固定坐标轴α轴方向，并控制电机转子不动，在电流稳定前采集电机α轴上的电流和对应的时间，其中，该α轴上的电流为q轴当前电流；步骤105：根据采集的q轴当前电流和对应的时间，以及U相的相电流，确定电机q轴电感。在本专利技术上述实施例中，根据电机控制模型可以确定出电机q轴电流与时间成指数关系，且包括电流的上升阶段和稳定阶段，因此通过确定出电流稳定后的流入电机U相的相电流，以及采集上升阶段的q轴当前电流和对应的时间，可以确定出电机q轴电感，无需将电机的q轴电感的参数存储在存储器中，不仅节降低了成本，还可以离线辨识出q轴电感实现对不同压缩机的控制。在确定电机q轴电感时，可以只在电流稳定前采集一次电机的q轴当前电流和对应的时间，并利用该一次电机的q轴当前电流和对应的时间以及U相相电流，来计算电机的q轴电感，而在采集时可能存在的误差会导致计算出的q轴电感有一定的误差，因此，在本专利技术一个实施例中，可以在步骤104中，在电流稳定前采集电机的n个q轴当前电流及每一个q轴当前电流对应的时间，其中，n为不小于2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电机q轴电感的离线辨识方法，其特征在于，包括：S1：采用PWM波控制电机转子转动到固定坐标轴α轴方向，并控制电机转子不动；S2：待电机相电流稳定后采集流入电机U相的相电流；S3：采用PWM波控制电机转子转动到270度方向，等待电机稳定，关闭PWM波；S4：在确定电机线圈电流为0时，再次采用PWM波控制电机转子转动到固定坐标轴α轴方向，并控制电机转子不动，在电流稳定前采集电机α轴上的电流和对应的时间，其中，该α轴上的电流为q轴当前电流；S5：根据采集的q轴当前电流和对应的时间，以及U相的相电流，确定电机q轴电感。

【技术特征摘要】
1.一种电机q轴电感的离线辨识方法，其特征在于，包括：S1：采用PWM波控制电机转子转动到固定坐标轴α轴方向，并控制电机转子不动；S2：待电机相电流稳定后采集流入电机U相的相电流；S3：采用PWM波控制电机转子转动到270度方向，等待电机稳定，关闭PWM波；S4：在确定电机线圈电流为0时，再次采用PWM波控制电机转子转动到固定坐标轴α轴方向，并控制电机转子不动，在电流稳定前采集电机α轴上的电流和对应的时间，其中，该α轴上的电流为q轴当前电流；S5：根据采集的q轴当前电流和对应的时间，以及U相的相电流，确定电机q轴电感。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S5，包括：根据电机控制模型为如下式(1)所示：其中，Vq用于表征电机q轴电压；Ld用于表征电机d轴电感；ω用于表征电机当前运行角速度；Id用于表征电机d轴电流；r用于表征电机的相电阻；Iq用于表征电机q轴电流；Lq用于表征电机q轴电感；t用于表征运行时间；KE用于表征电机反电动势常数；在步骤S1中，控制电机转子不动，此时ω＝0，那么根据式(1)得到如下式(2)：对式(2)进行变换得到如下式(3)：根据式(3)，当t→∞时，将式(3)进行变换得到步骤S2中电机U相的相电流IU，该相电流IU如下式(4)所示：根据式(3)和式(4)，得到如下所述q轴当前电流与所述相电流IU的关系，如下式(5)所示：利用式(5)，根据采集的q轴当前电流和对应的时间t，以及所述相电流IU，计算出电机q轴电感Lq。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，进一步包括：在步骤S4中，在电流稳定前采集电机的n个q轴当前电流以及每一个q轴当前电流对应的时间；其中，n为不小于2的整数；所述S5，包括：根据每一个q轴当前电流以及每一个q轴当前电流对应的时间，以及U相的相电流，计算电机对应的q轴当前电感；根据n个q轴当前电感确定出电机q轴电...

【专利技术属性】
技术研发人员：任艳华，唐婷婷，陈跃，
申请(专利权)人：绵阳美菱软件技术有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51