一种同步电机在线辨识磁链方法及电子设备技术

本发明专利技术涉及电机参数辨识领域，特别是一种同步电机在线辨识磁链方法及电子设备

【技术实现步骤摘要】
一种同步电机在线辨识磁链方法及电子设备


[0001]本专利技术涉及电机参数辨识领域，特别是一种同步电机在线辨识磁链方法及电子设备
。

技术介绍

[0002]在同步电机矢量控制系统，特别是无
PG(
旋转编码器
)
矢量控制或直接转矩控制系统中，电机参数占有非常重要的地位
。
同步电机磁链的准确性直接影响到电机转子位置观测
、
转速估计
、
控制参数调节等关键环节
。
矢量控制中需要的电机参数是在电机铭牌中查询不到的，即使根据电机产品手册的数据推算出同步电机磁链参数，通常也跟实际数据有较大偏差
。
因此，同步电机磁链参数辨识一直是电机控制领域中一个非常重要的课题
。
[0003]目前同步电机磁链辨识基本上有四种，第一种根据电机额定电压预估计算磁链，计算出的磁链与电机模型真实的磁链偏差比较大，第二种为空载运行辨识，运行过程中涉及到
IF
控制，运行时电流幅值闭环，相位，转速不闭环，转速为开环给定，电机空载辨识出来的磁链与电机模型真实的磁链偏差比较大，第三种为模型参考自适应法
(MRAS)
，研究发现，算法在进行定子电阻
、
电感和转子磁链联合辨识时，电阻和磁链存在耦合，辨识精度不理想，第四种为卡尔曼滤波法，卡尔曼滤波法是一种线性系统的辨识方法，在
PMSM
这一非线性系统中，需要对被辨识对象进行线性化近似
。
>在线性化近似过程中，需要对状态方程进行适当的预处理，处理之后的状态方程较为复杂，运算量比较大
。
[0004]因此，如今需要一种精度更高，过程更加简化的同步电机磁链辨识方法
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术中所存在的结果偏差大
、
运算复杂的问题，提供一种同步电机在线辨识磁链方法及电子设备
。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了以下技术方案：
[0007]一种同步电机在线辨识磁链方法，包括以下步骤：
[0008]S1
：获取同步电机参数；所述同步电机参数包括同步电机定子电阻
、D
轴电感
、Q
轴电感以及反电动势的初始值；
[0009]S2
：根据所述同步电机参数估算所述同步电机的角速度与角度，并控制所述同步电机在设定条件下运行；
[0010]S3
：构建反电动势的
D
轴分量的
PI
调节器；
[0011]S4
：根据所述
PI
调节器的输出值校正所述反电动势以及计算磁链数据，完成在线磁链辨识
。
[0012]作为本专利技术的优选方案，所述
S1
中所述反电动势的初始值
Bemf
的计算式为：
[0013]Bemf
＝
a*U
，
[0014]其中，
U
为同步电机额定电压，
a∈[0.1
，
0.8]为预设比例参数
。
[0015]作为本专利技术的优选方案，所述
S2
中所述设定条件包括：给定励磁电流
Id
＝
0A
，给定
转速为
n
转
/
分，变频器设定为无传感器矢量控制，采用锁相环位置估算器，使能变频器运转电机，所述同步电机稳定运行至少
n
转
。
[0016]作为本专利技术的优选方案，所述
S2
采用
PLL
锁相环位置估算器以及同步电机数学模型估算角速度与角度其计算式为：
[0017][0018][0019]其中，为同步电机转子的估算角速度，
ψ
为同步电机永磁体磁链，
e
qf
为同步电机反电动势的
Q
轴分量，
e
df
为同步电机反电动势的
D
轴分量，
e
df
、e
qf
根据所述同步电机参数以及同步电机数学模型得到
。
[0020]作为本专利技术的优选方案，
e
df
、e
qf
的计算式为：
[0021][0022][0023][0024]其中，
ω
c
为截止频率，
e
d
为
dq
坐标系下定子电压
d
轴分量，
e
q
为
dq
坐标系下定子电压
q
轴分量，
s
为拉普拉斯算子，
e
α
为
αβ
坐标系下
α
轴反电动势，
e
β
为
αβ
坐标系下
β
轴反电动势，为转子磁极与
α
轴间的夹角，
u
α
为
αβ
坐标系下
α
轴定子电压，
u
β
为
αβ
坐标系下
β
轴定子电压，
R
s
为定子电阻，
i
α
为
αβ
坐标系下
α
轴定子电流，
i
β
为
αβ
坐标系下
β
轴定子电流，
L
s
为定子电感
。
[0025]作为本专利技术的优选方案，所述
S3
中所述反电动势通过
PLL
误差校正法进行校正，具体为通过锁相环调整使得反电动势的
D
轴分量为
0。
[0026]作为本专利技术的优选方案，所述
S3
中所述
PI
调节器以给定电压
e
dref
＝0为给定值，反馈电压
e
df
为反馈值
。
[0027]作为本专利技术的优选方案，所述
S4
包括以下步骤：
[0028]S41
：根据所述
PI
调节器的输出计算当前磁链数据；
[0029]S42
：采用
PLL
误差校正法根据所述磁链数据校正所述反电动势；
[0030]S43
：校正完成后计算当前磁链数据为最终磁链数据，完成在线磁链辨识
。
[0031]作为本专利技术的优选方案，所述磁链数据
ψ
f
的计算式为：
[0032][0033]其中，
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种同步电机在线辨识磁链方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1
：获取同步电机参数；所述同步电机参数包括同步电机定子电阻
、D
轴电感
、Q
轴电感以及反电动势的初始值；
S2
：根据所述同步电机参数估算所述同步电机的角速度与角度，并控制所述同步电机在设定条件下运行；
S3
：构建反电动势的
D
轴分量的
PI
调节器；
S4
：根据所述
PI
调节器的输出值校正所述反电动势以及计算磁链数据，完成在线磁链辨识
。2.
根据权利要求1所述的一种同步电机在线辨识磁链方法，其特征在于，所述
S1
中所述反电动势的初始值
Bemf
的计算式为：
Bemf
＝
a*U
，其中，
U
为同步电机额定电压，
a∈[0.1
，
0.8]
为预设比例参数
。3.
根据权利要求1所述的一种同步电机在线辨识磁链方法，其特征在于，所述
S2
中所述设定条件包括：给定励磁电流
Id
＝
0A
，给定转速为
n
转
/
分，变频器设定为无传感器矢量控制，采用锁相环位置估算器，使能变频器运转电机，所述同步电机稳定运行至少
n
转
。4.
根据权利要求1所述的一种同步电机在线辨识磁链方法，其特征在于，所述
S2
采用
PLL
锁相环位置估算器以及同步电机数学模型估算角速度与角度其计算式为：其计算式为：其中，为同步电机转子的估算角速度，
ψ
为同步电机永磁体磁链，
e
qf
为同步电机反电动势的
Q
轴分量，
e
df
为同步电机反电动势的
D
轴分量，
e
df
、e
qf
根据所述同步电机参数以及同步电机数学模型得到
。5.
根据权利要求4所述的一种同步电机在线辨识磁链方法，其特征在于，
e
df
、e
qf
的计算式为：式为：式为：其中，
ω
c
为截止频率，
e
d
为
dq
坐标系下定子电压
d
轴分量，
e
q
为
dq
坐标系下定子电压
q
轴分量，
s

【专利技术属性】
技术研发人员：马洪明，刘洋，邓强，康智斌，郭泽岩，
申请(专利权)人：四川英杰电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：