一种多级式无刷同步电机励磁机定子参数估算方法技术

本发明专利技术提出一种多级式无刷同步电机励磁机定子参数估算方法，通过曲线判断旋转整流器所处的换相状态，并基于旋转整流器处于导通区间时，具有和励磁机转子三相电流均为零同样的效果，无需将多级式电机加速到励磁机定子磁场的转速这一思路，利用旋转整流器的导通状态实现了多级式无刷同步电机励磁机定子参数估算，并能够在静止情况下进行励磁机定子参数估算。并能够在静止情况下进行励磁机定子参数估算。并能够在静止情况下进行励磁机定子参数估算。

【技术实现步骤摘要】
一种多级式无刷同步电机励磁机定子参数估算方法


[0001]本专利技术涉及交流电机传动控制
，具体涉及一种多级式无刷同步电机励磁机定子参数估算方法。

技术介绍

[0002]多级式无刷同步电机(以下简称多级式电机)通常包含三级式和两级式无刷同步电机。图1为一种典型的三级式电励磁无刷同步电机(简称三级式电机)结构，可以看出，三级式电机由主电机、励磁机、副励磁机同轴安装而成，励磁机转子绕组和主电机励磁绕组通过旋转整流器连接。而两级式无刷同步电机(简称两级式电机)没有副励磁机。可以看出，相较于传统电机，多级式电机机械结构特殊。同时，旋转整流器的强非线性工作方式给励磁机及主电机的转子侧造成了大量的谐波，使得多级式电机有着特殊的电气特性。基于这些特征，多种多级式电机高性能控制算法相继提出，如无位置传感器起动控制算法、二极管故障诊断算法等。这些高性能算法有效的提高了三级式电机的控制性能，而它们的实现通常都依赖于励磁机的定子参数。
[0003]励磁机本质上为一台绕线式异步电机。但是由于多级式电机特殊的机械结构，励磁机转子绕组不为传统绕线式异步电机的短路结构，也无法进行测量。因此，常规的绕线式异步电机参数估算方法不再适用。为了估算励磁机定子参数，现有方法一般首先把多级式电机通过原动机加速到和励磁机定子磁场相同的转速。由于励磁机定子磁场不再切割转子，励磁机转子电流为零，此时，励磁机定子电流仅为励磁机定子电压的响应。在这种工况下，就可以利用励磁机定子电压、电流对励磁机定子参数进行估算。但是，实施该方法时，需要将多级式电机安装在具有原动机的台架上，同时，还要控制多级式电机的转速和励磁机定子磁场的转速相一致，步骤繁琐，测试方法复杂。因此，在大多数场合下，该方法无法适用。

技术实现思路

[0004]针对现有估算励磁机定子参数方法存在的问题，本专利技术提出一种多级式无刷同步电机励磁机定子参数估算方法及其装置，利用旋转整流器换相过程进行励磁机定子参数估算，进而提供励磁机定子参数信息。
[0005]本专利技术的技术方案为：
[0006]所述一种多级式无刷同步电机励磁机定子参数估算方法，包括以下步骤：
[0007]步骤1：在励磁机定子侧施加三相对称电压u
esA
，u
esB
，u
esC
，并采集励磁机的三相定子电流i
esA
，i
esB
，i
esC
；
[0008]步骤2：根据步骤1得到的励磁机的三相定子电流，计算励磁机定子α
s
β
s
轴电流并依据励磁机定子α
s
β
s
轴电流，确定旋转整流器的导通区间和换相区间；
[0009]步骤3：根据步骤1中在励磁机定子侧施加三相对称电压值，计算励磁机定子α
s
β
s
轴电压
[0010]步骤4：在旋转整流器换相区间不进行参数估算，励磁机定子参数在换相区间保持不变；在旋转整流器导通区间，根据励磁机定子电压和定子电流通过最小二乘法参数估算公式
[0011][0012]进行参数估算；其中为估算参数矩阵，为励磁机定子电感的估算值，为励磁机定子电阻的估算值；K(k)为矫正矩阵；为响应变量；为回归变量矩阵，T
s
为k和k
‑
1两次参数估算之间的时间间隔；P(k)为协方差矩阵；λ为遗忘因子；I为单位矩阵，k代表估算时刻。
[0013]进一步的，步骤2中，根据公式
[0014][0015]计算励磁机定子α
s
β
s
轴电流
[0016]进一步的，步骤2中，依据励磁机定子α
s
β
s
轴电流，确定旋转整流器的导通区间和换相区间的过程为：
[0017]根据公式
[0018][0019]计算di
es
；其中表示对求导，表示对求导；di
es
的曲线保持常值的阶段对应旋转整流器的导通区间，di
es
曲线单调上升阶段对应旋转整流器的换相区间。
[0020]进一步的，步骤3中，根据公式
[0021][0022]计算励磁机定子α
s
β
s
轴电压
[0023]进一步的，每次进入旋转整流器导通区间时进行参数估算，在换相区间不进行参数估算，参数在换相区间保持不变，等待进入旋转整流器导通区间时再次进行参数估算。
[0024]一种多级式无刷同步电机励磁机定子参数估算装置，包括电流采集模块、电压确定模块、旋转整流器换相状态判断模块以及参数估算模块；
[0025]所述电流采集模块用于在励磁机定子侧施加三相对称电压u
esA
，u
esB
，u
esC
时，采集励磁机的三相定子电流i
esA
，i
esB
，i
esC
；
[0026]所述电压确定模块根据励磁机定子侧施加的三相对称电压值，计算励磁机定子α
s
β
s
轴电压
[0027]所述旋转整流器换相状态判断模块依据励磁机定子α
s
β
s
轴电流，确定旋转整流器的导通区间和换相区间；
[0028]所述参数估算模块在旋转整流器导通区间，根据励磁机定子电压和定子电流通过最小二乘法参数估算公式
[0029][0030]进行参数估算；其中为估算参数矩阵，为励磁机定子电感的估算值，为励磁机定子电阻的估算值；K(k)为矫正矩阵；为响应变量；为回归变量矩阵，T
s
为k和k
‑
1两次参数估算之间的时间间隔；P(k)为协方差矩阵；λ为遗忘因子；I为单位矩阵，k代表估算时刻。
[0031]进一步的，所述旋转整流器换相状态判断模块利用励磁机定子α
s
β
s
轴电流，根据公式
[0032][0033]计算di
es
；其中表示对求导，表示对求导；di
es
的曲线保持常值的阶段对应旋转整流器的导通区间，di
es
曲线单调上升阶段对应旋转整流器的换相区间。
[0034]一种计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，所述指令在被执行时用于实现上述方法。
[0035]一种计算机系统，包括：一个或多个处理器，上述计算机可读存储介质，用于存储一个或者多个程序，当所述一个或者多个程序被所述一个或者多个处理器执行时，使得所述一个或者多个处理器实现上述方法。
[0036]有益效果
[0037]本专利技术提出一种多级式无刷同步电机励磁机定子参数估算方法及其装置，通过di
es
曲线判断旋转整流器所处的换相状态，并基于旋转整流器处于导通区间时，具有和励磁机转子三相电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多级式无刷同步电机励磁机定子参数估算方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：在励磁机定子侧施加三相对称电压u
esA
，u
esB
，u
esC
，并采集励磁机的三相定子电流i
esA
，i
esB
，i
esC
；步骤2：根据步骤1得到的励磁机的三相定子电流，计算励磁机定子α
s
β
s
轴电流并依据励磁机定子α
s
β
s
轴电流，确定旋转整流器的导通区间和换相区间；步骤3：根据步骤1中在励磁机定子侧施加三相对称电压值，计算励磁机定子α
s
β
s
轴电压步骤4：在旋转整流器换相区间不进行参数估算，励磁机定子参数在换相区间保持不变；在旋转整流器导通区间，根据励磁机定子电压和定子电流通过最小二乘法参数估算公式进行参数估算；其中为估算参数矩阵，为励磁机定子电感的估算值，为励磁机定子电阻的估算值；K(k)为矫正矩阵；为响应变量；为回归变量矩阵，T
s
为k和k
‑
1两次参数估算之间的时间间隔；P(k)为协方差矩阵；λ为遗忘因子；I为单位矩阵，k代表估算时刻。2.根据权利要求1所述一种多级式无刷同步电机励磁机定子参数估算方法，其特征在于：步骤2中，根据公式计算励磁机定子α
s
β
s
轴电流3.根据权利要求2所述一种多级式无刷同步电机励磁机定子参数估算方法，其特征在于：步骤2中，依据励磁机定子α
s
β
s
轴电流，确定旋转整流器的导通区间和换相区间的过程为：根据公式计算di
es
；其中表示对求导，表示对求导；di
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的曲线保持常值的阶段对应旋转整流器的导通区间，di
es
曲线单调上升阶段对应旋转整流器的换相区间。4.根据权利要求1所述一种多级式无刷同步电机励磁机定子参数估算方法，其特征在
于：步骤3中，根据公式计算励磁机定子α
s
β
s
轴电压5.根据权利要求1所述一种多级式无刷同步电机励磁机...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛帅，马崇钊，王璐，刘卫国，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：