專利名稱：永磁同步電機(jī)參數(shù)識(shí)別系統(tǒng)、方法及控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電機(jī)控制和領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種永磁同步電機(jī)參數(shù)識(shí)別系統(tǒng) 及方法。
背景技術(shù)：
隨著自動(dòng)化進(jìn)程的加速以及產(chǎn)業(yè)升級(jí)，小型設(shè)備智能化程度日漸提高。而自動(dòng)化 過程中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)——電機(jī)，也隨之蓬勃發(fā)展，相關(guān)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)技術(shù)也日漸成熟。
永磁同步電動(dòng)機(jī)具有體積小，損耗低，效率高等優(yōu)點(diǎn)，在節(jié)約能源和環(huán)境保護(hù)日益 受到重視的今天，永磁同步電動(dòng)機(jī)得以迅速的推廣應(yīng)用。當(dāng)永磁同步電機(jī)的定子通入三相 交流電時(shí)，三相電流在定子繞組的電阻上產(chǎn)生電壓降。由三相交流電產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)電樞磁動(dòng) 勢及建立的電樞磁場，一方面切割定子繞組，并在定子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢；另一方面以 電磁力拖動(dòng)轉(zhuǎn)子以同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。
目前驅(qū)動(dòng)永磁同步電機(jī)運(yùn)行的驅(qū)動(dòng)控制裝置(例如伺服驅(qū)動(dòng)器等)采用的均是矢 量控制或直接轉(zhuǎn)矩控制的方法，這些方法的控制性能直接依賴于電機(jī)參數(shù)的精確度，即精 確的電機(jī)參數(shù)是獲得高性能控制的重要因素。
然而，現(xiàn)有伺服驅(qū)動(dòng)器大多依賴現(xiàn)成的電機(jī)參數(shù)，而無法自動(dòng)辨識(shí)出第三方同步 電機(jī)的相關(guān)參數(shù)，這大大限制了伺服驅(qū)動(dòng)器的應(yīng)用。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對(duì)上述永磁同步電機(jī)控制裝置無法識(shí)別第三方 電機(jī)參數(shù)的問題，提供一種永磁同步電機(jī)參數(shù)識(shí)別系統(tǒng)及方法。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是，提供一種永磁同步電機(jī)參數(shù)識(shí)別系統(tǒng)， 包括脈沖輸入單元、電流采樣單元、計(jì)時(shí)器單元以及參數(shù)計(jì)算單元，其中所述脈沖輸入單 元，用于向電機(jī)定子輸入使電機(jī)轉(zhuǎn)子保持靜止的脈沖矢量；所述電流采樣單元，用于采樣 電機(jī)輸入電流；所述參數(shù)計(jì)算單元，用于根據(jù)輸入脈沖矢量的電壓值、定子電流穩(wěn)定時(shí)的電 流、在定子電流穩(wěn)定前兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)的定子反饋電流計(jì)算電機(jī)定子相繞組的電阻值、定子繞 組的D軸電感和Q軸電感。
在本發(fā)明所述的永磁同步電機(jī)參數(shù)識(shí)別系統(tǒng)中，所述參數(shù)計(jì)算單元包括有效值計(jì) 算子單元、電阻計(jì)算子單元；所述有效值計(jì)算子單元用于計(jì)算采樣獲得的定子電流穩(wěn)定時(shí) 的電流的有效值以及計(jì)算輸入的脈沖矢量的電壓有效值；所述電阻計(jì)算子單元用于根據(jù)輸 入脈沖矢量的電壓有效值、定子繞組電流有效值及相繞組電阻公式計(jì)算電機(jī)定子相繞組的 電阻值R，所述相繞組電阻公式為
R=U/I*2/3，
其中U為輸入脈沖的電壓有效值，I為定子繞組電流有效值。
在本發(fā)明所述的永磁同步電機(jī)參數(shù)識(shí)別系統(tǒng)中，所述參數(shù)計(jì)算單元包括坐標(biāo)變 換子單元和電感計(jì)算子單元，所述坐標(biāo)變換子單元用于將采樣獲得的反饋電流通過坐標(biāo)變換轉(zhuǎn)換為反饋電流的D軸分量和Q軸分量；所述電感計(jì)算子單元，用于根據(jù)輸入脈沖矢量的 電壓值、定子相繞組電壓、兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)的反饋電流的D軸分量idl、id2和Q軸分量iq2以 及轉(zhuǎn)子零速時(shí)定子電壓方程計(jì)算獲得定子繞組的D軸電感Ld和Q軸電感L,，所述轉(zhuǎn)子零速 時(shí)定子電壓方程為
ud=Rid+LdPid,
uq=Riq+LqPiq,
其中ud為輸入脈沖矢量的D軸分量，Uq為輸入脈沖矢量的D軸分量，id反饋電流 的D軸分量，iq反饋電流的Q軸分量。
在本發(fā)明所述的永磁同步電機(jī)參數(shù)識(shí)別系統(tǒng)中，所述永磁同步電機(jī)為表貼式同步 隱機(jī)式電機(jī)，所述兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)中的第一時(shí)間點(diǎn)為O、第二時(shí)間點(diǎn)小于或等于30US，所述參數(shù) 計(jì)算單元通過下式計(jì)算D軸電感Ld和Q軸電感Lq :Ld=Lq= (Ud-Rid2)/t2,其中所述Ud為輸入 脈沖矢量的電壓的D軸分量，id2為第二時(shí)間點(diǎn)的反饋電流的D軸分量，t2為兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)的 間隔時(shí)間。
本發(fā)明還提供一種永磁同步電機(jī)參數(shù)識(shí)別方法，包括以下步驟
(a)向電機(jī)定子輸入使電機(jī)轉(zhuǎn)子保持靜止的脈沖矢量；
(b)在定子電流穩(wěn)定前分別檢測兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)的定子反饋電流，并在電機(jī)定子繞組 電流穩(wěn)定時(shí)檢測該定子繞組電流；
(C)根據(jù)輸入脈沖矢量的電壓值、采樣獲得的定子電流穩(wěn)定時(shí)的定子繞組電流值、 定子電流穩(wěn)定前兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)的定子反饋電流計(jì)算電機(jī)定子相繞組的電阻值、定子繞組的D 軸電感和Q軸電感。
在本發(fā)明所述的永磁同步電機(jī)參數(shù)識(shí)別方法中，所述步驟(C)包括根據(jù)輸入脈沖 矢量的電壓值、定子電流穩(wěn)定時(shí)的定子繞組電流值及相繞組電阻公式計(jì)算電機(jī)定子相繞組 的電阻值R，所述相繞組電阻公式為
R=U/I*2/3，
其中U為輸入脈沖的電壓有效值，I為定子繞組電流有效值。
在本發(fā)明所述的永磁同步電機(jī)參數(shù)識(shí)別方法中，所述步驟(C)包括
(Cl)通過坐標(biāo)變換獲得電流穩(wěn)定前兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)的反饋電流的D軸分量idl、id2和 Q 軸分量 Itll、iq2 ;
(c2)根據(jù)輸入脈沖矢量的電壓值、定子相繞組電壓、兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)的反饋電流的D 軸分量idl、id2和Q軸分量iql、iq2以及轉(zhuǎn)子零速時(shí)定子電壓方程計(jì)算獲得定子繞組的D軸 電感Ld和Q軸電感L,，所述轉(zhuǎn)子零速時(shí)定子電壓方程為
ud=Rid+LdPid,
uq=Riq+LqPiq,
其中ud為輸入脈沖矢量的D軸分量，Uq為輸入脈沖矢量的D軸分量，id反饋電流 的D軸分量，iq反饋電流的Q軸分量。
在本發(fā)明所述的永磁同步電機(jī)參數(shù)識(shí)別方法中，所述永磁同步電機(jī)為表貼式同步 隱機(jī)式電機(jī)，所述兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)中的第一時(shí)間點(diǎn)為O、第二時(shí)間點(diǎn)小于或等于30us，所述步驟(c)通過下式計(jì)算D軸電感Ld和Q軸電感Lq :Ld=Lq= (Ud-Rid2)/t2，其中所述Ud為輸入脈沖 矢量的電壓的D軸分量，id2為第二時(shí)間點(diǎn)的反饋電流的D軸分量，t2為兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)的間隔時(shí)間。
本發(fā)明還提供一種永磁同步電機(jī)控制裝置，包括脈沖輸入單元、電流采樣單元、計(jì)時(shí)器單元以及參數(shù)計(jì)算單元，其中所述脈沖輸入單元，用于向電機(jī)定子輸入使電機(jī)轉(zhuǎn)子保持靜止的脈沖矢量；所述電流采樣單元，用于采樣電機(jī)輸入電流；所述參數(shù)計(jì)算單元，用于根據(jù)輸入脈沖矢量的電壓值、定子電流穩(wěn)定時(shí)的電流、在定子電流穩(wěn)定前兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)的定子反饋電流計(jì)算電機(jī)定子相繞組的電阻值、定子繞組的D軸電感和Q軸電感。
在本發(fā)明所述的永磁同步電機(jī)控制裝置中，所述參數(shù)計(jì)算單元包括有效值計(jì)算子單元、電阻計(jì)算子單元、坐標(biāo)變換子單元和電感計(jì)算子單元；所述有效值計(jì)算子單元用于計(jì)算采樣獲得的定子電流穩(wěn)定時(shí)的電流的有效值以及計(jì)算輸入的脈沖矢量的電壓有效值；所述電阻計(jì)算子單元用于根據(jù)輸入脈沖矢量的電壓有效值、定子繞組電流有效值及相繞組電阻公式計(jì)算電機(jī)定子相繞組的電阻值R，所述相繞組電阻公式為R=U/I*2/3，其中U為輸入脈沖的電壓有效值，I為定子繞組電流有效值；所述坐標(biāo)變換子單元用于將采樣獲得的反饋電流通過坐標(biāo)變換轉(zhuǎn)換為反饋電流的D軸分量和Q軸分量；所述電感計(jì)算子單元，用于根據(jù)輸入脈沖矢量的電壓值、定子相繞組電壓、兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)的反饋電流的D軸分量idl、id2和Q 軸分量iql、iq2以及轉(zhuǎn)子零速時(shí)定子電壓方程計(jì)算獲得定子繞組的D軸電感Lt^P Q軸電感 L,，所述轉(zhuǎn)子零速時(shí)定子電壓方程為
ud=Rid+LdPid,
uq=Riq+LqPiq,
其中ud為輸入脈沖矢量的D軸分量，Uq為輸入脈沖矢量的D軸分量，id反饋電流的D軸分量，iq反饋電流的Q軸分量。
本發(fā)明的永磁同步電 機(jī)參數(shù)識(shí)別系統(tǒng)及方法，通過檢測輸入脈沖矢量的反饋電流并結(jié)合簡化電機(jī)定子電壓方程，即可獲得永磁同步電機(jī)的相關(guān)參數(shù)。
圖1是本發(fā)明永磁同步電機(jī)參數(shù)識(shí)別系統(tǒng)實(shí)施例的示意圖。
圖2是圖1中參數(shù)計(jì)算單元的實(shí)施例的示意圖。
圖3是電機(jī)通直流電時(shí)的等效電路圖。
圖4是電機(jī)繞組輸入脈沖矢量的電壓波形圖。
圖5是電機(jī)繞組輸入脈沖矢量的電流波形圖。
圖6是本發(fā)明永磁同步電機(jī)參數(shù)識(shí)別方法實(shí)施例的示意圖。
具體實(shí)施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
如圖1所示,是本發(fā)明永磁同步電機(jī)參數(shù)識(shí)別系統(tǒng)實(shí)施例的示意圖。本實(shí)施例中的參數(shù)識(shí)別系統(tǒng)包括脈沖輸入單元11、電流采樣單元12、計(jì)時(shí)器單元14以及參數(shù)計(jì)算單元 13，上述脈沖輸入單元11、電流采樣單元12、計(jì)時(shí)器單元14以及參數(shù)計(jì)算單元13可集成到電機(jī)控制裝置(例如伺服驅(qū)動(dòng)器等)并結(jié)合軟件實(shí)現(xiàn)。當(dāng)然，在實(shí)際應(yīng)用中，上述各單元也可由單獨(dú)的硬件或軟件實(shí)現(xiàn)。
脈沖輸入單元11用于向電機(jī)18的定子輸入一個(gè)很小的脈沖矢量，該脈沖矢量可使電機(jī)轉(zhuǎn)子保持靜止，即電機(jī)18的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為零。通過該脈沖矢量，可將同步電機(jī)的定子電壓方程(I)、(2)轉(zhuǎn)換為(3)、(4)。
ud = Rid+LdPid- ω rLqi^(I)
uq=Riq+LqPiq+ ω rLdid+ ωΓΨΓ(2)
ud = Rid+LdPid(3)
Uq=Ri q+LqPiq(4)
其中ud為輸入脈沖矢量的D軸分量，Uq為輸入脈沖矢量的D軸分量，id為反饋電流的D軸分量，iq為反饋電流的Q軸分量，R為相繞組阻值，Ld為D軸電感，Lq為Q軸電感， P為微分算子，為轉(zhuǎn)子角速度，ΨΓ為轉(zhuǎn)子磁鏈幅值。
電流采樣單元12用于采樣電機(jī)輸入電流。具體地，該電流采樣單元12可采樣電機(jī)輸入端的三相電流。
參數(shù)計(jì)算單元13根據(jù)輸入脈沖矢量的電壓值、定子電流穩(wěn)定時(shí)的電流、在定子電流穩(wěn)定前兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)的定子反饋電流計(jì)算電機(jī)定子相繞組的電阻值、定子繞組的D軸電感和Q軸電感。該參數(shù)計(jì)算單元13可從電流采樣單元12獲得三相電流，并從計(jì)時(shí)器單元14 獲得時(shí)間信息，據(jù)此獲得電流對(duì)應(yīng)的時(shí)間點(diǎn)。
由于電機(jī)繞組為感性負(fù)載，在通單獨(dú)的一個(gè)電流時(shí)，電機(jī)電路可簡化成圖3所示的電路圖，電流波形如圖4、5所示。圖3中的Ra、Rb、Re分別對(duì)應(yīng)三相繞組，且阻值滿足 Ra=Rb=Rc=R0由圖3可得，相繞組電阻公式為
R=U/I*2/3(5)
其中U為輸入脈沖的電壓值(有效值)，I為定子繞組電流值(有效值)。
為計(jì)算相繞組的阻值，如圖2所示，參數(shù)計(jì)算單元13包括有效值計(jì)算子單元131、 電阻計(jì)算子單元132，其中有效值計(jì)算子單元131用于計(jì)算采樣獲得的定子電流穩(wěn)定時(shí)的電流的有效值以及計(jì)算輸入的脈沖矢量的電壓有效值；電阻計(jì)算子單元132用于根據(jù)輸入脈沖矢量的電壓值、定子繞組電流值及相繞組電阻公式(5)計(jì)算電機(jī)定子相繞組的電阻值 R0
為計(jì)算電機(jī)D軸電感Ld和 Q軸電感L,，參數(shù)計(jì)算單元13還可包括坐標(biāo)變換子單元 133和電感計(jì)算子單元134，其中坐標(biāo)變換子單元133用于將采樣獲得的反饋電流通過坐標(biāo)變換轉(zhuǎn)換為反饋電流的D軸分量id和Q軸分量i,；電感計(jì)算子單元134用于根據(jù)輸入脈沖矢量的電壓值ud、uq、定子相繞組電壓R、兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)的反饋電流的D軸分量idl、id2和Q軸分量iql、iq2以及轉(zhuǎn)子零速時(shí)定子電壓方程(3)、(4)計(jì)算獲得定子繞組的D軸電感Ld和Q 軸電感Lq。
具體地，電感計(jì)算子單元134可根據(jù)定子電壓方程(3)解方程得到, Ud ■ ., .1i= U- e Ld)這樣根據(jù)兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)的時(shí)間差和兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)的電流值就可以求得 K9D軸電感Ld，類似的可以求得Q軸電感Lq。
此外，參數(shù)計(jì)算單元13也可將輸入脈沖矢量的電壓值、在定子電流穩(wěn)定前兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)的定子反饋電流直接代入定子電壓方程，并求解得到電機(jī)定子相繞組的電阻值R、定子繞組的D軸電感Ld和Q軸電感Lq。
上述永磁同步電機(jī)可以為表貼式同步隱機(jī)式電機(jī)，由于同步隱機(jī)式電機(jī)的D軸電 感Ld和Q軸電感Lq滿足Ld=Lq,而且直流通過繞組瞬間可以認(rèn)為是線性的，只要電流穩(wěn)定前 的兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)中的第一時(shí)間點(diǎn)為O、第二時(shí)間足夠小(30us以內(nèi))，則參數(shù)計(jì)算單元13可通 過下式計(jì)算D軸電感Ld和Q軸電感Lq =Ld=Lq= (Ud-Rid2) /t2，其中Ud為輸入脈沖矢量的電壓 的D軸分量，id2為第二時(shí)間點(diǎn)的反饋電流的D軸分量，t2為兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)的間隔時(shí)間。此時(shí) 無需求解指數(shù)方程即可獲得電機(jī)參數(shù)。
如圖6所示，是本發(fā)明永磁同步電機(jī)參數(shù)識(shí)別方法實(shí)施例的流程示意圖。本實(shí)施 例的方法可由電機(jī)控制裝置執(zhí)行，并包括以下步驟
步驟S61 向電機(jī)定子輸入使電機(jī)轉(zhuǎn)子保持靜止的脈沖矢量。
步驟S62 :采樣電機(jī)輸入電流。具體地，該步驟可采樣電機(jī)輸入端的三相電流。
步驟S63 :根據(jù)輸入脈沖矢量的電壓值、定子電流穩(wěn)定時(shí)的電流、在定子電流穩(wěn)定 前兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)的定子反饋電流計(jì)算電機(jī)定子相繞組的電阻值、定子繞組的D軸電感和Q軸 電感。
在上述步驟S63中，可根據(jù)輸入脈沖矢量的電壓值、定子繞組電流值及相繞組電 阻公式計(jì)算電機(jī)定子相繞組的電阻值R，相繞組電阻公式為
R=U/I*2/3，
其中U為輸入脈沖的電壓有效值，I為定子繞組電流有效值。
在上述步驟S63中，還可通過以下方式獲得D軸電感和Q軸電感首先將定子繞組 電流穩(wěn)定前兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)的三相電流通過坐標(biāo)變換獲得兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)的反饋電流的D軸分量 idl、id2和Q軸分量iql、iq2 ;然后根據(jù)輸入脈沖矢量的電壓值、定子相繞組電壓、以及轉(zhuǎn)子零 速時(shí)定子電壓方程(3)、(4)計(jì)算獲得定子繞組的D軸電感Ld和Q軸電感Lq。
當(dāng)然，上述步驟S63中，也可直接根據(jù)輸入脈沖矢量的電壓值、兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)的定子 反饋電流計(jì)算電機(jī)定子相繞組的電阻值、定子繞組的D軸電感和Q軸電感。
當(dāng)永磁同步電機(jī)為表貼式同步隱機(jī)式電機(jī)，步驟S63中可直接取兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)中的 第一時(shí)間點(diǎn)為O、第二時(shí)間點(diǎn)小于或等于30us，并通過下式計(jì)算D軸電感Ld和Q軸電感Lq Ld=Lq= (Ud-Rid2)/t2，其中Ud為輸入脈沖矢量的電壓的D軸分量，id2為第二時(shí)間點(diǎn)的反饋電 流的D軸分量，t2為兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)的間隔時(shí)間。
本發(fā)明還提供一種永磁同步電機(jī)控制裝置，包括脈沖輸入單元、電流采樣單元、計(jì) 時(shí)器單元以及參數(shù)計(jì)算單元，其中脈沖輸入單元用于向電機(jī)定子輸入使電機(jī)轉(zhuǎn)子保持靜 止的脈沖矢量；電流采樣單元用于采樣電機(jī)輸入電流；參數(shù)計(jì)算單元用于根據(jù)輸入脈沖矢 量的電壓值、定子電流穩(wěn)定時(shí)的電流、在定子電流穩(wěn)定前兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)的定子反饋電流計(jì)算 電機(jī)定子相繞組的電阻值、定子繞組的D軸電感和Q軸電感。
上述永磁同步電機(jī)控制裝置中，參數(shù)計(jì)算單元包括有效值計(jì)算子單元、電阻計(jì)算 子單元、坐標(biāo)變換子單元和電感計(jì)算子單元。
有效值計(jì)算子單元用于計(jì)算采樣獲得的定子電流穩(wěn)定時(shí)的電流的有效值以及計(jì) 算輸入的脈沖矢量的電壓有效值；電阻計(jì)算子單元用于根據(jù)輸入脈沖矢量的電壓有效值、 定子繞組電流有效值及相繞組電阻公式(5)計(jì)算電機(jī)定子相繞組的電阻值R ;坐標(biāo)變換子 單元用于將采樣獲得的反饋電流通過坐標(biāo)變換轉(zhuǎn)換為反饋電流的D軸分量和Q軸分量；電感計(jì)算子單元用于根據(jù)輸入脈沖矢量的電壓值、定子相繞組電壓、兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)的反饋電流 的D軸分量idl、id2和Q軸分量iql、iq2以及轉(zhuǎn)子零速時(shí)定子電壓方程(3)、(4)計(jì)算獲得定 子繞組的D軸電感Ld和Q軸電感Lq。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換， 都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍 為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種永磁同步電機(jī)參數(shù)識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于包括脈沖輸入單元、電流采樣單元、 計(jì)時(shí)器單元以及參數(shù)計(jì)算單元，其中所述脈沖輸入單元，用于向電機(jī)定子輸入使電機(jī)轉(zhuǎn)子保持靜止的脈沖矢量；所述電流采樣單元，用于采樣電機(jī)輸入電流；所述參數(shù)計(jì)算單元，用于根據(jù)輸入脈沖矢量的電壓值、定子電流穩(wěn)定時(shí)的電流、在定子電流穩(wěn)定前兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)的定子反饋電流計(jì)算電機(jī)定子相繞組的電阻值、定子繞組的D軸電感和Q軸電感。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁同步電機(jī)參數(shù)識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于所述參數(shù)計(jì)算單元包括有效值計(jì)算子單元、電阻計(jì)算子單元；所述有效值計(jì)算子單元用于計(jì)算采樣獲得的定子電流穩(wěn)定時(shí)的電流的有效值以及計(jì)算輸入的脈沖矢量的電壓有效值；所述電阻計(jì)算子單元用于根據(jù)輸入脈沖矢量的電壓有效值、定子繞組電流有效值及相繞組電阻公式計(jì)算電機(jī)定子相繞組的電阻值R，所述相繞組電阻公式為R = U/I * 2/3，其中U為輸入脈沖的電壓有效值，I為定子繞組電流有效值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的永磁同步電機(jī)參數(shù)識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于所述參數(shù)計(jì)算單元包括坐標(biāo)變換子單元和電感計(jì)算子單元，所述坐標(biāo)變換子單元用于將采樣獲得的反饋電流通過坐標(biāo)變換轉(zhuǎn)換為反饋電流的D軸分量和Q軸分量；所述電感計(jì)算子單元， 用于根據(jù)輸入脈沖矢量的電壓值、定子相繞組電壓、兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)的反饋電流的D軸分量 idl、id2和Q軸分量iql、iq2以及轉(zhuǎn)子零速時(shí)定子電壓方程計(jì)算獲得定子繞組的D軸電感Lj和q軸電感I所述轉(zhuǎn)子零速時(shí)定子電壓方程為
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的永磁同步電機(jī)參數(shù)識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于所述永磁同步電機(jī)為表貼式同步隱機(jī)式電機(jī)，所述兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)中的第一時(shí)間點(diǎn)為O、第二時(shí)間點(diǎn)小于或等于30us,所述參數(shù)計(jì)算單元通過下式計(jì)算D軸電這和Q軸電感&
5.一種永磁同步電機(jī)參數(shù)識(shí)別方法，其特征在于包括以下步驟Ca)向電機(jī)定子輸入使電機(jī)轉(zhuǎn)子保持靜止的脈沖矢量；(b)在定子電流穩(wěn)定前分別檢測兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)的定子反饋電流，并在電機(jī)定子繞組電流穩(wěn)定時(shí)檢測該定子繞組電流；(C)根據(jù)輸入脈沖矢量的電壓值、采樣獲得的定子電流穩(wěn)定時(shí)的定子繞組電流值、定子電流穩(wěn)定前兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)的定子反饋電流計(jì)算電機(jī)定子相繞組的電阻值、定子繞組的D軸電感和Q軸電感。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的永磁同步電機(jī)參數(shù)識(shí)別方法，其特征在于所述步驟(c)包括根據(jù)輸入脈沖矢量的電壓值、定子電流穩(wěn)定時(shí)的定子繞組電流值及相繞組電阻公式計(jì)算電機(jī)定子相繞組的電阻值R，所述相繞組電阻公式為R = U/I * 2/3，其中U為輸入脈沖的電壓有效值，I為定子繞組電流有效值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的永磁同步電機(jī)參數(shù)識(shí)別方法，其特征在于所述步驟(c)包括(Cl)通過坐標(biāo)變換獲得電流穩(wěn)定前兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)的反饋電流的D軸分量idl、id2和Q軸分量 iql、Iq2 ；(C2)根據(jù)輸入脈沖矢量的電壓值、定子相繞組電壓、兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)的反饋電流的D軸分量idl、4和0軸分量UUq2以及轉(zhuǎn)子零速時(shí)定子電壓方程計(jì)算獲得定子繞組的D軸電感4和q軸電感&，所述轉(zhuǎn)子零速時(shí)定子電壓方程為
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的永磁同步電機(jī)參數(shù)識(shí)別方法，其特征在于所述永磁同步電機(jī)為表貼式同步隱機(jī)式電機(jī)，所述兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)中的第一時(shí)間點(diǎn)為O、第二時(shí)間點(diǎn)小于或等于30us,所述步驟(c)通過下式計(jì)算D軸電感和Q軸電感& ~ Lq =) "2 ,其中所述Ud為輸入脈沖矢量的電壓的D軸分量,id2為第二時(shí)間點(diǎn)的反饋電流的D軸分量，t2為兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)的間隔時(shí)間。
9.一種永磁同步電機(jī)控制裝置，其特征在于包括脈沖輸入單元、電流采樣單元、計(jì)時(shí)器單元以及參數(shù)計(jì)算單元，其中所述脈沖輸入單元，用于向電機(jī)定子輸入使電機(jī)轉(zhuǎn)子保持靜止的脈沖矢量；所述電流采樣單元，用于采樣電機(jī)輸入電流；所述參數(shù)計(jì)算單元，用于根據(jù)輸入脈沖矢量的電壓值、定子電流穩(wěn)定時(shí)的電流、在定子電流穩(wěn)定前兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)的定子反饋電流計(jì)算電機(jī)定子相繞組的電阻值、定子繞組的D軸電感和Q軸電感。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的永磁同步電機(jī)控制裝置，其特征在于所述參數(shù)計(jì)算單元包括有效值計(jì)算子單元、電阻計(jì)算子單元、坐標(biāo)變換子單元和電感計(jì)算子單元；所述有效值計(jì)算子單元用于計(jì)算采樣獲得的定子電流穩(wěn)定時(shí)的電流的有效值以及計(jì)算輸入的脈沖矢量的電壓有效值；所述電阻計(jì)算子單元用于根據(jù)輸入脈沖矢量的電壓有效值、定子繞組電流有效值及相繞組電阻公式計(jì)算電機(jī)定子相繞組的電阻值R，所述相繞組電阻公式為R = U/I* 2/3，其中U為輸入脈沖的電壓有效值，I為定子繞組電流有效值；所述坐標(biāo)變換子單元用于將采樣獲得的反饋電流通過坐標(biāo)變換轉(zhuǎn)換為反饋電流的D軸分量和Q軸分量；所述電感計(jì)算子單元，用于根據(jù)輸入脈沖矢量的電壓值、定子相繞組電壓、兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)的反饋電流的D軸分量idl、4和0軸分量UUq2以及轉(zhuǎn)子零速時(shí)定子電壓方程計(jì)算獲得定子繞組的D軸電這和Q軸電感1 ，所述轉(zhuǎn)子零速時(shí)定子電壓方程為
全文摘要
本發(fā)明提供了一種永磁同步電機(jī)參數(shù)識(shí)別系統(tǒng)，包括脈沖輸入單元、電流采樣單元、計(jì)時(shí)器單元以及參數(shù)計(jì)算單元，其中所述脈沖輸入單元，用于向電機(jī)定子輸入使電機(jī)轉(zhuǎn)子保持靜止的脈沖矢量；所述電流采樣單元，用于采樣電機(jī)輸入電流；所述參數(shù)計(jì)算單元，用于根據(jù)輸入脈沖矢量的電壓值、定子電流穩(wěn)定時(shí)的電流、在定子電流穩(wěn)定前兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)的定子反饋電流計(jì)算電機(jī)定子相繞組的電阻值、定子繞組的D軸電感和Q軸電感。本發(fā)明還提供一種對(duì)應(yīng)的方法及電機(jī)控制裝置。本發(fā)明通過檢測輸入脈沖矢量的反饋電流并結(jié)合簡化電機(jī)定子電壓方程，即可獲得永磁同步電機(jī)的相關(guān)參數(shù)。
文檔編號(hào)H02P21/14GK103066913SQ20121050922
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月3日
發(fā)明者匡兩傳 申請(qǐng)人:蘇州匯川技術(shù)有限公司, 蘇州默納克控制技術(shù)有限公司, 深圳市匯川技術(shù)股份有限公司