一种永磁同步电机转子磁通角的获取方法技术

本发明专利技术公开了一种永磁同步电机转子磁通角的获取方法，包括如下步骤：步骤1：构建d

【技术实现步骤摘要】
一种永磁同步电机转子磁通角的获取方法


[0001]本专利技术涉及电机参数获取
，更具体地讲，涉及永磁同步电机转子磁通角的获取方法。

技术介绍

[0002]基于电机控制技术具有可靠性高和效率高的优势，在众多方向得到广泛应用，尤其在新能源电动汽车领域。目前对转矩的直接控制和矢量控制是常见的两种电机控制方法。无论是采用哪一种控制方式对电机参数的辨识都是非常必要的。能否准确辨识出电机的参数，对弱磁控制和无传感器控制的控制性能会产生重要影响。
[0003]针对永磁同步电机转子磁通角的获取，主要采用机械位置传感器检测，其安装机械位置传感器增加成本的同时，信号的传递也极容易受到外界如磁场等干扰，导致检测到的实时位置不准确，直接影响电机正常工作性能。而传统的反电动势正切法存在无法实时修正角度偏差等问题。
[0004]本专利技术根据反电动势积分(电压模型)方法，提出基于转子磁通角的感应电机磁通估计，并引入了PI补偿器产生的补偿电压提高辨识精度，从而实现对转子磁通角的在线辨识。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中的不足，本专利技术提供了一种永磁同步电机转子磁通角的获取方法，以解决现有技术中的技术问题。
[0006]本专利技术提供了一种永磁同步电机转子磁通角的获取方法，包括如下步骤：
[0007]步骤1：构建d
‑
q坐标系下永磁同步电机动态电压方程；
[0008]步骤2：固定永磁同步电机电感；
[0009]步骤3：计算参数定子电阻、转子磁链；r/>[0010]步骤4：构建转子磁链方程，获取反电动势电压；
[0011]步骤5：根据比例增益系数建立补偿电压关系式；
[0012]步骤6：将反电动势电压的积分加上补偿电压计算转子估算磁链；
[0013]步骤7：根据转子估算磁链计算转子磁链与α轴的夹角，即为转子磁通角。
[0014]进一步地，所述步骤1中的d
‑
q坐标系下永磁同步电机动态电压方程为：
[0015][0016][0017]式中,U
Sd
、U
Sq
分别为定子电压的d
‑
q轴分量；i
Sd
、i
Sq
分别为定子电流的d
‑
q轴分量；R
S
是定子电阻；ψ
r
为转子磁链；ω
e
为转子电角速度；L是永磁同步电机电感值。
[0018]进一步地，所述步骤3中计算定子电阻、转子磁链的方法为：
[0019]将固定电感代入d
‑
q坐标系下永磁同步电机动态电压方程，对未知量进行求解得到定子电阻、转子磁链的值。
[0020]进一步地，所述步骤4中构建的转子磁链方程为：
[0021][0022][0023]式中,U
Sα
、U
Sβ
分别为定子电压的α
‑
β轴分量；i
Sα
、i
Sβ
分别为定子电流的α
‑
β轴分量；ψ
rα
、ψ
rβ
分别为转子磁链的α
‑
β轴分量；L
S
是α
‑
β轴电感分量的均值；
[0024]反电动势电压为：
[0025][0026][0027]式中，E
Sα
、E
Sβ
为反电动势电压。
[0028]进一步地，所述步骤5中补偿电压的公式为：
[0029][0030][0031]式中，E
comp.sα
、E
comp.sβ
为补偿电压；K
p
为比例增益系数；为转子估算磁链；为转子磁链参考值。
[0032]进一步地，所述步骤6中利用积分确定转子估算磁链，此处需要与步骤5中补偿电压的公式联立求得：
[0033][0034][0035]进一步地，所述步骤7中转子磁链与α轴的夹角θ
e
为：
[0036][0037]本专利技术的有益效果：
[0038]本专利技术基于模型参考系统的在线辨识，结合电气参数的实时更新，确保转子磁通角的辨识不受电气参数变化的干扰，实现在一个系统中多参数嵌套式辨识，且考虑到传统基于反电动势法计算转子角度的误差，利用比例增益系数设立纠正补偿电压，提高转子角度辨识准确度。
[0039]本专利技术根据已辨识的参数，另外建立模型完成对转子磁通角的辨识，最终结果显
示本专利技术辨识速度快、辨识度高、辨识参数多，具有一定的实用性。本专利技术有效的适用于不同转速下的电机，且不增加硬件电路，具有适用范围广、考虑电机速度可变性等优势。
附图说明
[0040]通过参考附图会更加清楚的理解本专利技术的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本专利技术进行任何限制，在附图中：
[0041]图1是本专利技术具体实施例的流程图。
具体实施方式
[0042]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，本领域技术人员在没有作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。
[0043]下面结合具体实施例，进一步阐明本专利技术。本领域的技术人员应该了解这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围，对本专利技术的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
[0044]如图1所示，本专利技术具体实施例提出一种永磁同步电机转子磁通角的获取方法，具体包括如下步骤：
[0045]步骤S1：构建d
‑
q坐标系下PMSM动态电压方程为：
[0046][0047][0048]其中,U
Sd
、U
Sq
分别为定子电压的d
‑
q轴分量；i
Sd
、i
Sq
分别为定子电流的d
‑
q轴分量；R
S
是定子的电阻；ψ
r
为转子磁链；ω
e
为转子电角速度；L是电感的值。
[0049]步骤S2：固定电感L可直接从电机手册中获取；
[0050]步骤S3：计算参数定子电阻R
S
、转子磁链ψ
r
。
[0051]当以R
S
、ψ
r
作为永磁同步电机在d
‑
q坐标系下的数学模型作为参考模型，将所述步骤S2中的固定电感L作为已知量代入步骤S1中建立的二维方程，再对其中的2个未知量进行求解，得出唯一解R
S
、ψ
r
的值。
[0052]若当前电机固定电感L为1mH，电机额本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种永磁同步电机转子磁通角的获取方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：构建d
‑
q坐标系下永磁同步电机动态电压方程；步骤2：固定永磁同步电机电感；步骤3：计算参数定子电阻、转子磁链；步骤4：构建转子磁链方程，获取反电动势电压；步骤5：根据比例增益系数建立补偿电压关系式；步骤6：将反电动势电压的积分加上补偿电压计算转子估算磁链；步骤7：根据转子估算磁链计算转子磁链与α轴的夹角，即为转子磁通角。2.如权利要求1所述的永磁同步电机转子磁通角的获取方法，其特征在于，所述步骤1中的d
‑
q坐标系下永磁同步电机动态电压方程为：q坐标系下永磁同步电机动态电压方程为：式中,U
Sd
、U
Sq
分别为定子电压的d
‑
q轴分量；i
Sd
、i
Sq
分别为定子电流的d
‑
q轴分量；R
S
是定子电阻；ψ
r
为转子磁链；ω
e
为转子电角速度；L是永磁同步电机电感值。3.如权利要求1所述的永磁同步电机转子磁通角的获取方法，其特征在于，所述步骤3中计算定子电阻、转子磁链的方法为：将固定电感代入d
‑
q坐标系下永磁同步电机动态电压方程，对未知量进行求解得到定子电阻、转子磁链的值。4.如权利要求1所述的永磁同步电机...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘文建，魏海峰，张懿，刘维亭，王浩陈，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：