【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电机参数辨识，尤其涉及一种级联h桥驱动的大功率永磁同步电机参数测量方法。
技术介绍
1、电机参数在线测量在电机实时控制和故障诊断中发挥着重要作用，无论是永磁同步电机的无感矢量控制，还是高速下的弱磁控制或是其它先进控制技术，尤其是mtpa(maximum torque per amp)控制，都必须在掌握其参数的前提下进行调参。通常，永磁同步电机需要在线辨识的电机参数包括定子电阻rs、d轴电感ld、q轴电感lq和磁链λf。然而，许多永磁同步电机在出厂时并未提供电机参数，或者提供的参数缺乏一定准确性。
2、为了更好地控制电机，往往需要在正式部署电机之前对以上参数进行辨识，即离线参数辨识。目前大多数离线辨识技术仅针对中小功率的电机，这些电机驱动一般采用三相全桥逆变器，开关频率较高，并且以空间矢量进行调制。高压大功率电机通常采用h桥级联的变频器驱动，通常采用载波调制，适用于中小功率电机的辨识方法往往不适用于高压大功率电机，关于这方面的文献和资料都非常少。
3、针对以上问题，本专利技术提出针对级联h桥驱动的大功率永磁同步电机的参数测量方案，高压大功率级联h桥驱动的永磁同步电机的离线参数辨识。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种级联h桥驱动的大功率永磁同步电机参数测量方法，以解决上述问题。
2、本专利技术通过下述技术方案实现：
3、一种级联h桥驱动的大功率永磁同步电机参数测量方法，包括：对电机a相施加pwm信号，所述pwm信号使得电
4、本专利技术利用级联h桥的拓扑特性，在电机静止情况下辨识电机参数。对于定子电阻，在传统辨识方法下是通过pwm注入一个很小的等效直流电压，此时占空比极低，由于级联h桥的直流母线是独立的，单串联等效电压非常高，受逆变器保护死区的影响输出电压失真，而为了保证定子绕组不短路，此时需要更低的占空比，这导致结果误差非常大，这种方法不能直接适用于级联h桥驱动的电机。本专利技术的方法通过pwm将大部分h桥单元进行短路，只保留a相一个h单元产生等效直流电压，短路a相的其他h桥单元可以通过单一h桥输出电压来提高占空比，测量输出电压和电流，根据欧姆定律从而完成定子电阻的辨识。
5、进一步地，所述方法还包括：分别对电机的d轴和q轴施加脉振电压，待电机达到稳态，在稳态状态下测量交直轴电感。
6、进一步地，所述方法还包括：启动电机到达预定转速，待电机稳定运行后，分别对三相电流和三相电压进行采样，对三相电流和三相电压进行clarke变换和park变换，得到两相旋转dq坐标系下的q轴电压、q轴电流和d轴电流，并基于q轴电压、q轴电流、d轴电流计算得到转子磁链。
7、进一步地，所述转子磁链λf计算如下：
8、
9、其中，uq为q轴电压，iq为q轴电流,ld为d轴电感，id为d轴电流，rs为定子电阻，ωe为转子电角速度。
10、进一步地，当电机在静止状态下达到稳态时，d轴电压和q轴电压满足下列关系式：
11、
12、
13、其中，ud为d轴电压，uq为q轴电压，rs为定子电组，id为d轴电流，iq为q轴电流，ld为d轴电感，lq为q轴电感；
14、将ud、uq、id、iq的测量值代入关系式(1)和(2)中，得到d轴电感和q轴电感。
15、进一步地，在对电机的d轴和q轴施加脉振电压之前，通过向电机注入高频脉冲电压确定电机转子的初始角度，根据所述初始角度确定d轴和q轴。
16、进一步地，所述电机转子的初始角度确定方法为：
17、向电机注入高频脉冲电压v′dh＝vhcos(ωht)；
18、将所述高频脉冲电压v′dh带入假设坐标系下的高频电流电压关系式中，得到：
19、
20、其中，ld为d轴电感，lq为q轴电感，ωh为高频注入的信号的频率，δθ为真实和辨识位置信号的差，vh为高频电压；
21、i′qh是一个被sin(2δθ)调制的频率为ωh的信号，对i′qh进行解调，再进行低通滤波，得到电机转子的初始角度。
22、进一步地，假设坐标系下的高频电流电压关系式为：
23、
24、其中，
25、
26、
27、式中，i′dh表示同步旋转坐标系下d轴高频电流，i′qh表示同步旋转坐标系下q轴高频电流，v′dh表示同步旋转坐标系下d轴高频电压，v′qh表示同步旋转坐标系下q轴高频电压，ld为d轴电感，lq为q轴电感，ωh为高频注入的信号的频率，δθ为真实和辨识位置信号的差，vh为高频电压。
28、进一步地，所述方法还包括：对电机a相施加不同占空比的pwm信号进行多组测量，得到多个定子电阻测量值，取多个测量值的平均值作为所述电机的定子电阻。
29、进一步地，所述方法还包括：设定多个不同的预定转速，分成多组进行转子磁链测试，在每组测试中启动电机到达对应的预定转速，待电机稳定运行后，分别对三相电流和三相电压进行采样，计算得到各组转子磁链，取多组计算结果的平均值作为所述电机的转子磁链。
30、本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
31、针对级联h桥驱动的高压大功率永磁同步电机的参数进行离线辨识，弥补了现有技术中对于高压大功率永磁电机参数辨识的不足。测量结果表明，本专利技术的方法测量电机参数结果稳定，误差在容许范围内，在电机运行前完成参数的测量，以输入到电机控制参数中实现电机无传感器的稳定运行。
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1.一种级联H桥驱动的大功率永磁同步电机参数测量方法，其特征在于，包括：对电机A相施加PWM信号，所述PWM信号使得电机A相中除第一H桥单元之外的所有H桥单元短路，根据所述第一H桥单元的输出电压和输出电流计算得到定子电阻。
2.根据权利要求1所述的级联H桥驱动的大功率永磁同步电机参数测量方法，其特征在于，所述方法还包括：分别对电机的d轴和q轴施加脉振电压，待电机在静止状态下达到稳态，在稳态状态下测量交直轴电感。
3.根据权利要求1所述的级联H桥驱动的大功率永磁同步电机参数测量方法，其特征在于，所述方法还包括：启动电机到达预定转速，待电机稳定运行后，分别对三相电流和三相电压进行采样，对三相电流和三相电压进行Clarke变换和Park变换，得到两相旋转dq坐标系下的q轴电压、q轴电流和d轴电流，并基于所述q轴电压、q轴电流和d轴电流计算得到转子磁链。
4.根据权利要求3所述的级联H桥驱动的大功率永磁同步电机参数测量方法，其特征在于，所述转子磁链λf计算如下：
5.根据权利要求2所述的级联H桥驱动的大功率永磁同步电机参数测量方法，其特征在
6.根据权利要求2所述的级联H桥驱动的大功率永磁同步电机参数测量方法，其特征在于，在对电机的d轴和q轴施加脉振电压之前，通过向电机注入高频脉冲电压确定电机转子的初始角度，根据所述初始角度确定d轴和q轴。
7.根据权利要求6所述的级联H桥驱动的大功率永磁同步电机参数测量方法，其特征在于，所述电机转子的初始角度确定方法为：
8.根据权利要求7所述的级联H桥驱动的大功率永磁同步电机参数测量方法，其特征在于，假设坐标系下的高频电流电压关系式为：
9.根据权利要求1所述的级联H桥驱动的大功率永磁同步电机参数测量方法，其特征在于，所述方法还包括：对电机A相施加不同占空比的PWM信号进行多组测量，得到多个定子电阻测量值，取多个所述测量值的平均值作为所述电机的定子电阻。
10.根据权利要求3所述的级联H桥驱动的大功率永磁同步电机参数测量方法，其特征在于，所述方法还包括：设定多个不同的预定转速，分成多组进行转子磁链测试，在每组测试中启动电机到达对应的预定转速，待电机稳定运行后，分别对三相电流和三相电压进行采样，计算得到各组转子磁链，取多组计算结果的平均值作为所述电机的转子磁链。
...【技术特征摘要】
1.一种级联h桥驱动的大功率永磁同步电机参数测量方法，其特征在于，包括：对电机a相施加pwm信号，所述pwm信号使得电机a相中除第一h桥单元之外的所有h桥单元短路，根据所述第一h桥单元的输出电压和输出电流计算得到定子电阻。
2.根据权利要求1所述的级联h桥驱动的大功率永磁同步电机参数测量方法，其特征在于，所述方法还包括：分别对电机的d轴和q轴施加脉振电压，待电机在静止状态下达到稳态，在稳态状态下测量交直轴电感。
3.根据权利要求1所述的级联h桥驱动的大功率永磁同步电机参数测量方法，其特征在于，所述方法还包括：启动电机到达预定转速，待电机稳定运行后，分别对三相电流和三相电压进行采样，对三相电流和三相电压进行clarke变换和park变换，得到两相旋转dq坐标系下的q轴电压、q轴电流和d轴电流，并基于所述q轴电压、q轴电流和d轴电流计算得到转子磁链。
4.根据权利要求3所述的级联h桥驱动的大功率永磁同步电机参数测量方法，其特征在于，所述转子磁链λf计算如下：
5.根据权利要求2所述的级联h桥驱动的大功率永磁同步电机参数测量方法，其特征在于，当电机在静止状态下达到稳态时，d轴电压和q轴电压满足...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯海波，彭伟，李天成，赖成毅，葛德兵，蒋国正，
申请(专利权)人：东方日立成都电控设备有限公司，
类型：发明
国别省市：
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