永磁电机的电感与铁芯饱和系数测定装置、系统及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种永磁电机的电感与铁芯饱和系数测定装置、系统及方法，装置包括：三相全桥IGBT逆变器，霍尔电流传感器，控制单元。方法包括：响应于测定指令，控制单元打开三相全桥IGBT逆变器，霍尔电流传感器获取三相永磁电机第一绕组电流的反馈值，并根据预设采集频率采集电流值，并存储到控制单元中。控制单元通过分析电流曲线的变化率，通过预设的电流电感转换策略计算出电感曲线，最后根据电感曲线中的初始电感值和衰减电感值计算出铁芯饱和系数。实现了精准掌握每一时刻的电感值以及当前铁芯饱和系数，提高了电机闭环控制的精度以及运行调整的精准度。运行调整的精准度。运行调整的精准度。

【技术实现步骤摘要】
永磁电机的电感与铁芯饱和系数测定装置、系统及方法


[0001]本专利技术涉及新能源电机控制领域，尤其涉及一种永磁电机的电感与铁芯饱和系数测定装置、系统及方法。

技术介绍

[0002]三相永磁电机作为一种新能源供能设备，被广泛应用于工业生产中。在三相永磁电机的运转过程中，可进行开环控制或者闭环控制。无论是开环控制还是闭环控制，其电机模型的精度和响应刚性均与电机中每一相线圈绕组中电感的电感值以及每一相线圈绕组的铁芯饱和系数密切相关，因此在电机运行时需要掌握其中的电感值以及铁芯饱和系数。在理想状况下电感值为恒定值，但是在实际运转过程中，电感值会出现饱和效应，即电流达到一定阈值时电感值将会随着电流增大而下降。因此需要对电感值进行不同时刻的精准把握。现有的电感值辨识是基于交流注入的电流值来测定电感值，其无法测定当电流值达到电机额定电流附近或者更高的情形下的真实电感值。同时，电机的铁芯饱和也会对正常运转造成影响，铁芯饱和的程度即铁芯饱和系数也缺乏一种直接而准确的测定方式。进而，容易导致电机电流闭环控制的响应频率较低，电机的运行调整精确度不高的问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术实施例提供了一种永磁电机的电感与铁芯饱和系数测定装置、系统及方法，旨在解决现有技术方法中永磁电机的电感值以及铁芯饱和系数无法精准测定，导致电机的闭环控制精度较低，运行调整精确度不高的问题。
[0004]第一方面，本专利技术实施例提供了一种永磁电机的电感与铁芯饱和系数测定装置，包括三相全桥IGBT逆变器、霍尔电流传感器以及控制单元；所述三相全桥IGBT逆变器连接至作为测定对象的三相永磁电机；所述霍尔电流传感器连接至所述三相永磁电机的第一绕组以及所述控制单元；所述控制单元连接至所述三相全桥IGBT逆变器；所述控制单元用于响应于测定指令，向所述三相全桥IGBT逆变器发送开启指令；所述三相全桥IGBT逆变器用于响应于所述开启指令进行开启，并向所述三相永磁电机输送直流脉冲电流；所述霍尔电流传感器用于根据预设的电流采集频率获取所述三相永磁电机的第一绕组中的电流值，并将所述第一绕组中的电流值发送至所述控制单元，直至监测到所述第一绕组中的电流值达到预设停止采集条件时停止采集第一绕组中的电流值；所述控制单元还用于基于各已依时序存储的所述第一绕组中的电流值，确定电流曲线；基于预设电流电感转换策略将所述电流曲线对应转换为电感曲线；获取所述电感曲线中的初始电感值以及所述第一绕组的额定电流值对应的衰减电感值；根据所述初始电感值以及所述衰减电感值，确定所述第一绕组的当前铁芯饱和系数。
[0005]第二方面，本专利技术实施例还提供了一种永磁电机的电感与铁芯饱和系数测定系统，包括三相永磁电机以及如第一方面所述的永磁电机的电感与铁芯饱和系数测定装置；所述三相永磁电机包括三个电机绕组，所述三个电机绕组分别为第一绕组、第二绕组以及
第三绕组；所述第一绕组包括第一电阻以及第一电感，所述第一电阻的一端连接至所述第一电感的一端；所述第二绕组包括第二电阻以及第二电感，所述第二电阻的一端连接至所述第二电感的一端；所述第三绕组包括第三电阻以及第三电感，所述第三电阻的一端连接至所述第三电感的一端；所述第一电阻的另一端连接至所述三相全桥IGBT逆变器以及所述霍尔电流传感器，所述第一电感的另一端连接至所述第二电感的另一端以及所述第三电感的另一端；所述第二电阻的另一端连接至所述三相全桥IGBT逆变器；所述第三电阻的另一端连接至所述三相全桥IGBT逆变器。
[0006]第三方面，本专利技术实施例还提供了一种永磁电机的电感与铁芯饱和系数测定方法，应用于如第一方面所述的永磁电机的电感与铁芯饱和系数测定装置，所述方法包括：所述控制单元响应于测定指令，向所述三相全桥IGBT逆变器发送开启指令；所述三相全桥IGBT逆变器响应于所述开启指令进行开启，并向所述三相永磁电机输送直流脉冲电流；所述霍尔电流传感器根据预设的电流采集频率获取所述三相永磁电机的第一绕组中的电流值，并将所述第一绕组中的电流值发送至所述控制单元，直至监测到所述第一绕组中的电流值达到预设停止采集条件时停止采集第一绕组中的电流值；所述控制单元基于各已依时序存储的所述第一绕组中的电流值，确定电流曲线；所述控制单元基于预设电流电感转换策略将所述电流曲线对应转换为电感曲线；所述控制单元获取所述电感曲线中的初始电感值以及所述第一绕组的额定电流值对应的衰减电感值；所述控制单元根据所述初始电感值以及所述衰减电感值，确定所述第一绕组的当前铁芯饱和系数。
[0007]基于本专利技术实施例中提供的上述装置、系统及方法，本专利技术实施例提供的永磁电机的电感与铁芯饱和系数测定方法通过施加直流脉冲电压获取较大电流值，进而获取额定电流时对应的电感值，且通过测定电流曲线来转换为连续的电感曲线，并基于电感曲线获知当前铁芯饱和系数，实现了精准掌握每一时刻的电感值以及当前铁芯饱和系数，提高了电机闭环控制的精度以及运行调整的精准度。
附图说明
[0008]为了更清楚地说明本专利技术实施例技术方案，下面将对实施例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。
[0009]图1为本专利技术实施例提供的永磁电机的电感与铁芯饱和系数测定装置的示意图；图2为本专利技术实施例提供的永磁电机的电感与铁芯饱和系数测定系统的示意图；图3为本专利技术实施例提供的永磁电机的电感与铁芯饱和系数测定方法的示意性流程图；图4为本专利技术实施例提供的永磁电机的电感与铁芯饱和系数测定方法中电流曲线的示意图；图5为本专利技术实施例提供的永磁电机的电感与铁芯饱和系数测定方法中电感曲线的示意图；图6为本专利技术实施例提供的永磁电机的电感与铁芯饱和系数测定方法的第一子流程示意图；图7为本专利技术实施例提供的永磁电机的电感与铁芯饱和系数测定方法的第二子流
程示意图；图8为本专利技术实施例提供的永磁电机的电感与铁芯饱和系数测定方法的第三子流程示意图。
具体实施方式
[0010]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。
[0011]应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
[0012]还应当理解，在本专利技术说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本专利技术。如在本专利技术说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
[0013]还应当进一步理解，在本专利技术说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/ 或”是指相关本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种永磁电机的电感与铁芯饱和系数测定装置，其特征在于，包括三相全桥IGBT逆变器、霍尔电流传感器以及控制单元；所述三相全桥IGBT逆变器连接至作为测定对象的三相永磁电机；所述霍尔电流传感器连接至所述三相永磁电机的第一绕组以及所述控制单元；所述控制单元连接至所述三相全桥IGBT逆变器；所述控制单元用于响应于测定指令，向所述三相全桥IGBT逆变器发送开启指令；所述三相全桥IGBT逆变器用于响应于所述开启指令进行开启，并向所述三相永磁电机施加直流脉冲电压；所述霍尔电流传感器用于根据预设的电流采集频率获取所述三相永磁电机的第一绕组中的电流值，并将所述第一绕组中的电流值发送至所述控制单元，直至监测到所述第一绕组中的电流值达到预设停止采集条件时停止采集所述第一绕组中的电流值；所述控制单元还用于基于各已依时序存储的所述第一绕组中的电流值，确定电流曲线；基于预设电流电感转换策略将所述电流曲线对应转换为电感曲线；获取所述电感曲线中的初始电感值以及所述第一绕组的额定电流值对应的衰减电感值；根据所述初始电感值以及所述衰减电感值，确定所述第一绕组的当前铁芯饱和系数。2.一种永磁电机的电感与铁芯饱和系数测定系统，其特征在于，包括三相永磁电机以及如权利要求1所述的永磁电机的电感与铁芯饱和系数测定装置；所述三相永磁电机包括三个电机绕组，所述三个电机绕组分别为第一绕组、第二绕组以及第三绕组；所述第一绕组包括第一电阻以及第一电感，所述第一电阻的一端连接至所述第一电感的一端；所述第二绕组包括第二电阻以及第二电感，所述第二电阻的一端连接至所述第二电感的一端；所述第三绕组包括第三电阻以及第三电感，所述第三电阻的一端连接至所述第三电感的一端；所述第一电阻的另一端连接至所述三相全桥IGBT逆变器以及所述霍尔电流传感器，所述第一电感的另一端连接至所述第二电感的另一端以及所述第三电感的另一端；所述第二电阻的另一端连接至所述三相全桥IGBT逆变器；所述第三电阻的另一端连接至所述三相全桥IGBT逆变器。3.一种永磁电机的电感与铁芯饱和系数测定方法，应用于如权利要求1所述的永磁电机的电感与铁芯饱和系数测定装置，其特征在于，所述方法包括：所述控制单元响应于测定指令，向所述三相全桥IGBT逆变器发送开启指令；所述三相全桥IGBT逆变器响应于所述开启指令进行开启，并向所述三相永磁电机施加直流脉冲电压；所述霍尔电流传感器根据预设的电流采集频率获取所述三相永磁电机的第一绕组中的电流值，并将所述第一绕组中的电流值发送至所述控制单元，直至监测到所述第一绕组中的电流值达到预设停止采集条件时停止采集所述第一绕组中的电流值；所述控制单元基于各已依时序存储的所述第一绕组中的电流值，确定电流曲线；所述控制单元基于预设电流电感转换策略将所述电流曲线对应转换为电感曲线；所述控制单元获取所述电感曲线中的初始电感值以及所述第一绕组的额定电流值对应的衰减电感值；所述控制单元根据所述初始电感值以及所述衰减电感值，确定所述第一绕组的当前铁芯饱和系数。4.根据权利要求3所述的永磁电机的电感与铁芯饱和系数测定方法，其特征在于，所述
预设停止采集条件为所述第一绕组中的电流值达到所述第一绕...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨运海，王宇，张涛，张荣亮，
申请(专利权)人：深圳弘远电气有限公司，
类型：发明
国别省市：