【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电机铁损电阻测定领域，具体涉及一种考虑逆变器非线性误差的电机铁损电阻测定方法。
技术介绍
1、永磁同步电机具有功率密度高、调速范围宽、转矩密度大等优点，被广泛应用于多种领域，尤其是电动汽车领域，其已成为驱动电机发展的主要推动力量。永磁同步电机的损耗是影响电机的运行效率的重要因素，对电动汽车的发展具有重要意义。其中，铁损电阻是电机建模过程中的关键参数之一，精确的铁损电阻对实现电机的高效控制具有重要作用。
2、传统矢量控制策略是在假定电机不存在铁损的情况下实施的，然而，在电机实际运行过程中，铁损会随着转速的提高而增加。电机铁损的存在势必会影响磁链和电机的输出转矩，因此，从提高驱动效率的角度看，准确测定铁损电阻是效率控制策略不可或缺的一环。目前，铁损电阻的测定方法主要包括实验法和有限元分析法。实验法通常基于考虑铁损的永磁同步电机dq轴等效数学模型，使其稳态运行在空载模式下，将等效铁损电阻表示为关于输入功率减去电机铜耗与感应电动势之间的函数关系，其准确度会受到实验原理和测量设备精度的限制；有限元分析法主要将等效铁损电阻值与转速值、定子d、q轴电流值绘制成四维表格，在实际控制过程中通过查表了解当前电机运行状态下的铁损等效铁损电阻值，其计算方法较为复杂，且数据量大，难以实现实时计算。为了弥补上述方法的缺点和不足，本文提出一种考虑逆变器非线性误差的电机铁损电阻测定方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种考虑逆变器非线性误差的电机铁损电阻测定方法，以解决上述背
2、为了实现上述目的，本专利技术的所采用的具体技术方案是：
3、一种考虑逆变器非线性误差的电机铁损电阻测定方法，包含下述步骤：
4、s1:建立考虑铁损的永磁同步电机数学模型，将电机铁损等效为定子电流铁损分量在铁损电阻上产生的热能；
5、s2:分析逆变器非线性特性对其输出电压的影响，确定关键的非线性特性影响因素；
6、s3:基于关键的非线性特性影响因素对其输出电压的影响，建立逆变器非线性电压误差模型；
7、s4:通过数值拟合获取误差电压，对逆变器的非线性特性进行补偿；
8、s5:进行考虑逆变器非线性误差补偿的铁损电阻的测定。
9、可选的，所述s1:建立考虑铁损的永磁同步电机数学模型，将电机铁损等效为定子电流铁损分量在铁损电阻上产生的热能；包括：
10、s11:通过引入等效铁损电阻ri，并将其并联于dq轴等效电路的反电势两端，可将电机铁损等效为等效铁损电阻ri产生的热损耗；
11、s12:引入等效铁损电阻ri后，d、q轴电流(id,iq)可被分解为转矩分量(idt,iqt)和铁损分量(idi,iqi)，
12、
13、s13:当电机处于稳态时，定子d、q轴电流铁损分量可分别表示为，
14、
15、s14:在旋转正交(d-q)坐标系中，考虑铁损后的永磁同步电机的电压方程可表示为，
16、
17、式中，rs为定子电阻；ω为转子旋转电角速度；ψd、ψq分别为定子d、q轴磁链，其表达式为，
18、式中，ψf为永磁体磁链；ld、lq分别为d、q轴等效电感；
19、s15:电磁转矩方程为，
20、te＝1.5npiqt[ψf+(ld-lq)idt] (5)
21、由式(5)可知，电磁转矩与定子q轴电流转矩分量成正比，可通过控制iqt准确控制电磁转矩te；
22、s16：由于不能直接从端子量中得到iqt，故采用间接方法，
23、
24、
25、将式(6)代入式(7)，能够得到定子q轴电流转矩分量的表达式，
26、
27、s17：通常情况下永磁同步电机的d、q轴等效电感很小，假设铁损电阻ri远远大于ωl，即:
28、
29、将此假设应用到式(8)中可得:
30、
31、其中，id和iq可从端子侧测得相电流经坐标变化得到，然后q轴电流转矩分量可以从式(10)中计算出来；
32、s18：定子d轴电流转矩分量为，
33、
34、s19:当永磁同步电机达到稳态时，电机铁损可等效为定子电流铁损分量在铁损电阻上产生的热能；
35、
36、可选的，所述s2:分析逆变器非线性特性对其输出电压的影响，确定关键的非线性特性影响因素；包括：
37、s21:电机输入功率和反电动势的平方需要定子电压参与计算，通常使用逆变器输出电压的参考值代替实际定子电压；由于逆变器的非线性特性，导致逆变器实际输出电压与参考电压之间存在误差；
38、s22:确定的逆变器的非线性特性影响因素包括：寄生电容、死区时间、开关器件通断延时以及开关器件和二极管的导通压降。
39、可选的，所述s3:基于关键的非线性特性影响因素对其输出电压的影响，建立逆变器非线性电压误差模型；包括：
40、s31:定义uerr为将单位开关周期ts内平均误差电压畸变，分析可得到uerr的表达式为：
41、
42、其中，ted＝td-toff+ton；
43、s32:当|ia|≤icc时，即0＜ia≤icc和-icc≤ia＜0时，可有如下假设，
44、
45、s33:此时，式(13)可近似表达为，
46、
47、s34:确定逆变器非线性误差电压的影响参数包括：临界电流icc的大小以及k1-k4四个系数；
48、s35:通过自整定过程来确定逆变器非线性误差模型的参数。
49、可选的，所述s4:通过数值拟合获取误差电压，对逆变器的非线性特性进行补偿；包括：
50、s41：设电机三相绕组为星型连接，电机转子静止于实际位置θ＝0°，此时a相与d轴重合，根据基尔霍夫电流定律可得到三相电流有，
51、ia+ib+ic＝0 (16)
52、s42：对于三相对称负载，且负载电流从a相流入，b和c相流出，三相相电流之间存在如下关系，
53、
54、d轴电流控制器的输出电压存在如下关系，
55、
56、当注入d轴电压参考指令udref时，电感上的压降(ldi/dt)为0，此时，电机绕组可等效为纯阻性负载，根据基尔霍夫电压方程可得，
57、ubn_ref-uan_ref+uerr(ia)+ria-rib-uerr(ib)＝0 (19)
58、s43：联合式(17)-(19)，并根据式(15)可知逆变器非线性电压误差是关于电流的奇函数，则a相逆变器非线性误差电压uerr(ia)可表示为
59、
60、式中，d轴电流参考值udref本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种考虑逆变器非线性误差的电机铁损电阻测定方法，其特征在于，包含下述步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S1:建立考虑铁损的永磁同步电机数学模型，将电机铁损等效为定子电流铁损分量在铁损电阻上产生的热能；包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述S2:分析逆变器非线性特性对其输出电压的影响，确定关键的非线性特性影响因素；包括：
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述S3:基于关键的非线性特性影响因素对其输出电压的影响，建立逆变器非线性电压误差模型；包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述S4:通过数值拟合获取误差电压，对逆变器的非线性特性进行补偿；包括：
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述S5:进行考虑逆变器非线性误差补偿的铁损电阻的测定；包括：
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述S5:进行考虑逆变器非线性误差补偿的铁损电阻的测定；还包括：
8.根据权利要求2-7任一项所述的方法，其特征在于，该方法还包括：S6：搭建考虑
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述考虑逆变器非线性误差的电机铁损电阻测定平台包括电驱动分析仪、直流电源、驱动器、永磁同步电机以及加载电机。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述驱动器控制单元具体为TMS320F28335型DSP控制器。
...【技术特征摘要】
1.一种考虑逆变器非线性误差的电机铁损电阻测定方法，其特征在于，包含下述步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述s1:建立考虑铁损的永磁同步电机数学模型，将电机铁损等效为定子电流铁损分量在铁损电阻上产生的热能；包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述s2:分析逆变器非线性特性对其输出电压的影响，确定关键的非线性特性影响因素；包括：
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述s3:基于关键的非线性特性影响因素对其输出电压的影响，建立逆变器非线性电压误差模型；包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述s4:通过数值拟合获取误差电压，对逆变器的非线性特性进行补偿；包括：
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【专利技术属性】
技术研发人员：申永鹏，陈志伟，葛亚开，王延峰，吴成中，郭磊磊，葛高瑞，刘普，李海林，杨小亮，王明杰，武洁，胡智宏，姚雷，华显，贺振东，赵素娜，周波，黄弘源，郭海东，耿朝阳，
申请(专利权)人：郑州轻工业大学，
类型：发明
国别省市：
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