【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及考虑耦合特性的双三相电机交直轴电感辨识方法，属于双三相电机电感辨识领域。
技术介绍
1、双三相永磁同步电机在新能源发电领域具有显著优势，如大功率风电、水电场合。由于双三相电机可通过将传统电机的三相绕组分解为并联的两个三相绕组，在保持原有三相系统功率的前提下，可有效削减每个三相绕组的供电电压，使得采用相对低功率等级的功率器件实现电机的控制成为可能，显著降低了控制系统的承压范围和成本。随着新能源发电(尤其是风电、水电等)体量日益增加，对新能源发电机单机功率的需求也日益提高，双三相电机应用已较为普遍。因此，研究双三相永磁同步电机的参数辨识技术可提升双三相电机精细化建模程度和自适应智能化控制性能，对进一步提升新能源电力设备的能效和控制品质具有重要意义。
2、双三相电机的两个三相通常经由独立的控制器进行控制，且两个三相绕组往往采用相移0度或30度电角度在定子槽内进行排布。在大功率新能源发电场合，考虑到装配难度及成本等问题，两个三相绕组相移0度电角度的排布方式具有广泛的应用。双三相电机控制通常基于交直轴电压方程实现，在电机不同工况下，电机交直轴电感会受到磁场饱和的影响，进而削弱了电机控制的精度，所以针对电机交直轴电感的实时在线辨识具有重要意义。同时双三相电机控制策略并非等同于两个单三相电机的简单叠加，其中两个三相绕组间存在复杂的耦合特性，增加了双三相电机电感辨识的难度。
3、综上所述，提出一种考虑耦合特性的双三相电机交直轴电感辨识方法具有重要意义。
技术实现思路>
1、针对电机交直轴电感会受到磁场饱和的影响，影响电机控制精度的问题，本专利技术提供一种考虑耦合特性的双三相电机交直轴电感辨识方法。
2、本专利技术的一种考虑耦合特性的双三相电机交直轴电感辨识方法，所述双三相电机的双三相绕组结构相同，相移为0度；包括，
3、步骤一：根据双三相绕组的电感和电流，构建电机双三相间耦合关系，进而得到基于耦合的双三相电压方程；
4、步骤二：对基于耦合的双三相电压方程进行坐标变换，得到dq轴系的电压方程；再由dq轴系的电压方程得到dq轴高频电压方程；
5、步骤三：构造双三相绕组的相对旋转轴系，将双三相绕组的耦合现象等效为变压器原边和副边的效应，假设高频电压通过一个三相绕组的旋转轴系注入，得到一个三相绕组的旋转轴系注入高频电压的表达式；结合dq轴高频电压方程得到一个三相绕组的dq轴系注入高频电压表达式；
6、步骤四：根据dq轴高频电压与高频电流的幅值对所述dq轴高频电压方程进行变换，再结合三相绕组的dq轴系注入高频电压表达式得到高频电压注入过程中的dq轴高频电流幅值表达式；
7、步骤五：对dq轴高频电流幅值表达式进行坐标变换得到旋转轴系高频电流幅值表达式；
8、步骤六：对双三相绕组两个旋转轴系注入的高频电压和电流进行采样，结合旋转轴系注入高频电压的表达式和旋转轴系高频电流幅值表达式进行计算，得到交直轴电感辨识值。
9、根据本专利技术的考虑耦合特性的双三相电机交直轴电感辨识方法，将双三相绕组中的两个三相绕组分别表示为三相绕组abc和三相绕组def；
10、步骤一中三相绕组abc基于耦合的三相电压方程为：
11、
12、式中ua为三相绕组abc的a相电压，ub为三相绕组abc的b相电压，uc为三相绕组abc的c相电压；ψa为a相感应磁链，ψb为b相感应磁链，ψc为c相感应磁链；t为时间，rs为定子电阻；ia为a相电流，ib为b相电流，ic为c相电流；
13、laa为a相自感，lbb为b相自感，lcc为c相自感，mab为ab相耦合电感，mac为ac相耦合电感，mbc为bc相耦合电感；以x表示a、b或c，以y表示d、e或f，mxy为三相绕组abc和三相绕组def之间的相耦合电感；id为d相电流，ie为e相电流，if为f相电流。
14、根据本专利技术的考虑耦合特性的双三相电机交直轴电感辨识方法，步骤二中，令三相绕组abc对应的dq轴系为d1q1轴系，三相绕组def对应的dq轴为d2q2轴系，对公式(1)进行坐标变换，得到dq轴系的电压方程为：
15、
16、式中ud1为d1轴电压，uq1为q1轴电压，id1为d1轴电流，iq1为q1轴电流，ld为两个三相绕组的d轴电感，lq为两个三相绕组的q轴电感，md为两个三相绕组的d轴耦合电感，mq为两个三相绕组的q轴耦合电感；
17、ud2为d2轴电压，uq2为q2轴电压，id2为d2轴电流，iq2为q2轴电流，ωe为电机电转速；
18、令三相绕组abc对应的旋转轴系为m1轴系，三相绕组def对应的旋转轴系为m2轴系，ψm1为m1轴系的永磁磁链，ψm2为m2轴系的永磁磁链；
19、cabc→dq为三相绕组abc与dq轴系间的坐标变换矩阵，cdef→dq为三相绕组def与dq轴系间的坐标变换矩阵，
20、
21、式中θe为d1q1轴系与a相间的电角度或d2q2轴系与d相间的电角度。
22、根据本专利技术的考虑耦合特性的双三相电机交直轴电感辨识方法，步骤二中，dq轴高频电压方程为：
23、
24、式中udh1为d1q1轴系的d轴高频电压，uqh1为d1q1轴系的q轴高频电压，udh2为d2q2轴系的d轴高频电压，uqh2为d2q2轴系的q轴高频电压，idh1为d1q1轴系的d轴高频电流，iqh1为d1q1轴系的q轴高频电流，idh2为d2q2轴系的d轴高频电流，iqh2为d2q2轴系的q轴高频电流。
25、根据本专利技术的考虑耦合特性的双三相电机交直轴电感辨识方法，步骤三中，假设高频电压通过三相绕组abc的m1轴系注入，得到三相绕组abc的旋转轴系注入高频电压的表达式：
26、umh1＝rsimh1+ωhlmimh1-(rsimh2+ωhlmimh2+umh2)， (4)
27、式中umh1为m1轴系注入的高频电压，imh1为m1轴系的高频电流，ωh为m1轴系注入的高频电压频率，lm为三相绕组abc在m1轴系下的电感或三相绕组def在m2轴系下的电感，imh2为m2轴系的高频电流，umh2为m2轴系的高频感应电压。
28、根据本专利技术的考虑耦合特性的双三相电机交直轴电感辨识方法，步骤三中，m1轴系注入的高频电压umh1为高频正弦电压：
29、
30、式中umh1为高频电压umh1的幅值，为高频电压umh1的相位。
31、根据本专利技术的考虑耦合特性的双三相电机交直轴电感辨识方法，步骤三中，三相绕组abc的d1q1轴系注入高频电压表达式为：
32、
33、式中θm为m1轴系与a相间的电角度或与d相间的电角度。
34、根据本专利技术的考虑耦合特性的双三相电机交直轴电感辨识方法，步骤四中，dq轴高频电流幅值表达式的获得方法为：...
【技术保护点】
1.一种考虑耦合特性的双三相电机交直轴电感辨识方法，所述双三相电机的双三相绕组结构相同，相移为0度；其特征在于包括，
2.根据权利要求1所述的考虑耦合特性的双三相电机交直轴电感辨识方法，其特征在于，将双三相绕组中的两个三相绕组分别表示为三相绕组ABC和三相绕组DEF；
3.根据权利要求2所述的考虑耦合特性的双三相电机交直轴电感辨识方法，其特征在于，步骤二中，令三相绕组ABC对应的dq轴系为d1q1轴系，三相绕组DEF对应的dq轴为d2q2轴系，对公式(1)进行坐标变换，得到dq轴系的电压方程为：
4.根据权利要求3所述的考虑耦合特性的双三相电机交直轴电感辨识方法，其特征在于，步骤二中，dq轴高频电压方程为：
5.根据权利要求4所述的考虑耦合特性的双三相电机交直轴电感辨识方法，其特征在于，步骤三中，假设高频电压通过三相绕组ABC的m1轴系注入，得到三相绕组ABC的旋转轴系注入高频电压的表达式：
6.根据权利要求5所述的考虑耦合特性的双三相电机交直轴电感辨识方法，其特征在于，步骤三中，m1轴系注入的高频电压umh1为高频正弦
7.根据权利要求6所述的考虑耦合特性的双三相电机交直轴电感辨识方法，其特征在于，步骤三中，三相绕组ABC的d1q1轴系注入高频电压表达式为：
8.根据权利要求7所述的考虑耦合特性的双三相电机交直轴电感辨识方法，其特征在于，步骤四中，dq轴高频电流幅值表达式的获得方法为：
9.根据权利要求8所述的考虑耦合特性的双三相电机交直轴电感辨识方法，其特征在于，步骤五中，将公式(8)进行坐标变换得到旋转轴系高频电流幅值表达式为：
10.根据权利要求9所述的考虑耦合特性的双三相电机交直轴电感辨识方法，其特征在于，步骤六中，得到交直轴电感辨识值的方法为：
...【技术特征摘要】
1.一种考虑耦合特性的双三相电机交直轴电感辨识方法，所述双三相电机的双三相绕组结构相同，相移为0度；其特征在于包括，
2.根据权利要求1所述的考虑耦合特性的双三相电机交直轴电感辨识方法，其特征在于，将双三相绕组中的两个三相绕组分别表示为三相绕组abc和三相绕组def；
3.根据权利要求2所述的考虑耦合特性的双三相电机交直轴电感辨识方法，其特征在于，步骤二中，令三相绕组abc对应的dq轴系为d1q1轴系，三相绕组def对应的dq轴为d2q2轴系，对公式(1)进行坐标变换，得到dq轴系的电压方程为：
4.根据权利要求3所述的考虑耦合特性的双三相电机交直轴电感辨识方法，其特征在于，步骤二中，dq轴高频电压方程为：
5.根据权利要求4所述的考虑耦合特性的双三相电机交直轴电感辨识方法，其特征在于，步骤三中，假设高频电压通过三相绕组abc的m1轴系注入...
【专利技术属性】
技术研发人员：王奇维，王高林，李斌兴，张国强，丁大尉，丁力，徐殿国，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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