永磁同步電機電感參數(shù)檢測方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請設(shè)及永磁同步電機技術(shù)領(lǐng)域，特別是設(shè)及一種永磁同步電機電感參數(shù)檢測 方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)今，為了能夠更好地控制永磁同步電機（W下簡稱電機），需要在對其進行控制 之前，檢測并確定電機的電感參數(shù)，其中，電感參數(shù)包括直軸（d軸）電感參數(shù)和交軸（q軸） 電感參數(shù)。
[0003] 在現(xiàn)有技術(shù)中，常用W下兩種方法檢測電感參數(shù)；第一種是直流衰減法，利用電樞 繞組中達到穩(wěn)定直流電流而失去激勵電壓經(jīng)電阻衰減到零的過渡過程來確定電感參數(shù)；第 二種是在繞組上注入交流電壓的交流電壓注入法。然而，在第一種方法中，由于磁飽和性的 影響，電機的飽和程度是不斷變化的，易造成得到的飽和參數(shù)準(zhǔn)確度低，進而導(dǎo)致依據(jù)該飽 和參數(shù)計算得到的電感參數(shù)準(zhǔn)確度低；在第二種方法中，同樣存在磁飽和性影響，如需消除 磁飽和性影響，得進行多次測量，工作量大，效率低。
[0004] 申請內(nèi)容
[0005] 有鑒于此，本申請?zhí)峁┝艘环N永磁同步電機電感參數(shù)檢測方法及系統(tǒng)，W解決現(xiàn) 有技術(shù)中直流衰減法未考慮磁飽和性影響，導(dǎo)致電感參數(shù)準(zhǔn)確度低；交流電壓注入法需要 進行多次測量才能消除磁飽和性影響，工作效率低的技術(shù)問題。
[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本申請?zhí)峁┮环N永磁同步電機電感參數(shù)檢測方法，包括：
[0007] 確定電機轉(zhuǎn)子位置角度目t=0或0r=-3T/2;
[000引向電機繞組注入高頻電壓脈沖，控制定子電流的A相電流的幅值為預(yù)設(shè)額定幅 值，W使電機處于磁飽和狀態(tài)；
[0009] 等時間間隔At采樣所述A相電流，得到N組a相電流數(shù)據(jù)i"[i]，其中，i= 0, 1，2,…，N-1 ;
[0010] 利用所述N組a相電流數(shù)據(jù)，擬合得到a相電流曲線i。（t);
[0011] 利用所述a相電流曲線i。（t)，計算得到與所述a相電流曲線i。（t)對應(yīng)的電 感曲線，W確定電感參數(shù)；
[001引其中，當(dāng)0,= 0時，計算得到d軸電感參數(shù)；當(dāng)0t=-3i/2時，計算得到q軸電 感參數(shù)。
[0013] 上述方法中，優(yōu)選的，確定電機轉(zhuǎn)子位置角度0,為0或-31/2,包括：
[0014] 設(shè)置a軸電流為第一額定電流luted,設(shè)置0軸電流為0,W使0t= 0 ;或者，
[0015] 設(shè)置a軸電流為0,設(shè)置P軸電流為第二額定電流-lutsd，W使-n/2。
[0016] 上述方法中，優(yōu)選的，利用逆變器電流采樣電路采樣所述A相電流。
[0017] 上述方法中，優(yōu)選的，采用最小二乘法的多項式擬合方法擬合得到所述a相電流 曲線i。（t)。
[0018] 上述方法中，優(yōu)選的，采用最小二乘法的3次多項式擬合方法擬合得到所述a相 電流曲線i。（t)。
[0019] 本申請還提供了一種永磁同步電機電感參數(shù)檢測系統(tǒng)，包括：
[0020] 電機轉(zhuǎn)子位置確定單元，用于確定電機轉(zhuǎn)子位置角度0,= 〇或0t=-3T/2;
[0021] 電流幅值控制單元，用于向電機繞組注入高頻電壓脈沖，控制定子電流的A相電 流的幅值為預(yù)設(shè)額定幅值，W使電機處于磁飽和狀態(tài)；
[002引采樣單元，用于等時間間隔At采樣所述A相電流，得到N組a相電流數(shù)據(jù)1。山， 其中，i=0，1，2,…，N-1 ;
[0023] 擬合單元，用于利用所述N組a相電流數(shù)據(jù)，擬合得到a相電流曲線i。（t);
[0024] 電感參數(shù)確定單元，用于利用所述a相電流曲線i。（t)，計算得到與所述a相電 流曲線i。（t)對應(yīng)的電感曲線，W確定電感參數(shù)；
[002引其中，當(dāng)0,= 0時，計算得到d軸電感參數(shù)；當(dāng)0t=-3i/2時，計算得到q軸電 感參數(shù)。
[0026] 上述系統(tǒng)中，優(yōu)選的，所述電機轉(zhuǎn)子位置確定單元包括：
[0027] 第一轉(zhuǎn)子位置確定子單元，用于設(shè)置a軸電流為第一額定電流設(shè)置0軸電 流為0,W使9t= 0 ;或者，
[002引第二轉(zhuǎn)子位置確定子單元，用于設(shè)置a軸電流為0,設(shè)置P軸電流為第二額定電 流-Irated，W使日，=-^/2。
[0029] W上本申請?zhí)峁┑挠来磐诫姍C電感參數(shù)檢測方法及系統(tǒng)中，針對0t= 0和0t =-31 /2兩種情況，分別通過向電機繞組注入高頻電壓脈沖，使電機處于磁飽和狀態(tài)，在該 樣的狀態(tài)下，針對定子電流的A相電流，經(jīng)過采樣、擬合得到a相電流曲線i"(t)，進而得 至IJ與i。（t)對應(yīng)的電感曲線，W此實現(xiàn)了一次性將d軸或q軸電流曲線W及相對應(yīng)得d軸 或q軸電感曲線檢測出來。相比于直流衰減法而言，考慮了電機磁飽和的影響，提高了電感 參數(shù)準(zhǔn)確度，相比于交流電壓注入法而言，減少了檢測次數(shù)，提高了工作效率。
【附圖說明】
[0030] 為了更清楚地說明本申請實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 申請的實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可W根據(jù) 提供的附圖獲得其他的附圖。
[0031] 圖1為本申請一種永磁同步電機電感參數(shù)檢測方法實施例1的零狀態(tài)響應(yīng)圖；
[0032] 圖2為本申請一種永磁同步電機電感參數(shù)檢測方法實施例1的流程圖；
[0033] 圖3為本申請一種永磁同步電機電感參數(shù)檢測方法實施例1的A相電壓坐標(biāo)示意 圖；
[0034] 圖4為本申請一種永磁同步電機電感參數(shù)檢測方法實施例1的B相電壓坐標(biāo)示意 圖；
[0035] 圖5為本申請一種永磁同步電機電感參數(shù)檢測方法實施例1的C相電壓坐標(biāo)示意 圖；
[0036] 圖6為本申請一種永磁同步電機電感參數(shù)檢測系統(tǒng)實施例1的結(jié)構(gòu)框圖示意圖。
【具體實施方式】
[0037] 下面將結(jié)合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例?；?本申請中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本申請保護的范圍。
[003引本申請的核屯、是提供一種永磁同步電機電感參數(shù)檢測方法及系統(tǒng)，W解決現(xiàn)有技 術(shù)中直流衰減法未考慮磁飽和性影響，導(dǎo)致電感參數(shù)準(zhǔn)確度低；交流電壓注入法需要進行 多次測量才能消除磁飽和性影響，工作效率低的技術(shù)問題。
[0039] 為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本申請方案，下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】 對本申請作進一步的詳細說明。
[0040] 首先，介紹一下永磁同步電機數(shù)學(xué)模型：
[0041] 永磁同步電機在兩相靜止坐標(biāo)系下的電壓方程可寫為：
【主權(quán)項】
1. 一種永磁同步電機電感參數(shù)檢測方法，其特征在于，包括： 確定電機轉(zhuǎn)子位置角度吣=〇或0 /2 ; 向電機繞組注入高頻電壓脈沖，控制定子電流的A相電流的幅值為預(yù)設(shè)額定幅值，以 使電機處于磁飽和狀態(tài)； 等時間間隔A t采樣所述A相電流，得到N組a相電流數(shù)據(jù)ia [i]，其中，i = 〇, 1，2,…,N-I； 利用所述N組a相電流數(shù)據(jù)，擬合得到a相電流曲線ia(t); 利用所述a相電流曲線ia (t)，計算得到與所述a相電流曲線ia (t)對應(yīng)的電感曲 線，以確定電感參數(shù)； 其中，當(dāng)9J=O時，計算得到d軸電感參數(shù)；當(dāng)0 -JT/2時，計算得到q軸電感參 數(shù)。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，確定電機轉(zhuǎn)子位置角度0 ^30或-JI/2， 包括： 設(shè)置a軸電流為第一額定電流Iratejd，設(shè)置0軸電流為〇,以使0 〇 ;或者， 設(shè)置a軸電流為〇,設(shè)置0軸電流為第二額定電流-Irated，以使
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，利用逆變器電流采樣電路采樣所述A相電 流。
4. 如權(quán)利要求1至3任意一項所述的方法，其特征在于，采用最小二乘法的多項式擬合 方法擬合得到所述a相電流曲線ia (t)。
5. 如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，采用最小二乘法的3次多項式擬合方法擬合 得到所述a相電流曲線ia(t)。
6. -種永磁同步電機電感參數(shù)檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括： 電機轉(zhuǎn)子位置確定單元，用于確定電機轉(zhuǎn)子位置角度吣=〇或0 ^=-^1/2; 電流幅值控制單元，用于向電機繞組注入高頻電壓脈沖，控制定子電流的A相電流的 幅值為預(yù)設(shè)額定幅值，以使電機處于磁飽和狀態(tài)； 采樣單元，用于等時間間隔At采樣所述A相電流，得到N組a相電流數(shù)據(jù)ia[i]，其 中，i = 0, 1，2, ...，N-1 ; 擬合單元，用于利用所述N組a相電流數(shù)據(jù)，擬合得到a相電流曲線ia(t); 電感參數(shù)確定單元，用于利用所述a相電流曲線ia(t)，計算得到與所述a相電流曲 線ia⑴對應(yīng)的電感曲線，以確定電感參數(shù)； 其中，當(dāng)Q1=O時，計算得到d軸電感參數(shù)；當(dāng)0 -JT/2時，計算得到q軸電感參 數(shù)。
7. 如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電機轉(zhuǎn)子位置確定單元包括： 第一轉(zhuǎn)子位置確定子單元，用于設(shè)置a軸電流為第一額定電流Iratral,設(shè)置0軸電流為 0,以使9 !?= 〇 ;或者， 第二轉(zhuǎn)子位置確定子單元，用于設(shè)置a軸電流為0,設(shè)置0軸電流為第二額定電 流_IMted，以使吣=1/2。
【專利摘要】本申請涉及永磁同步電機技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種永磁同步電機電感參數(shù)檢測方法及系統(tǒng)。該方法包括：確定電機轉(zhuǎn)子位置角度；向電機繞組注入高頻電壓脈沖，控制定子電流的A相電流的幅值為預(yù)設(shè)額定幅值，以使電機處于磁飽和狀態(tài)；等時間間隔采樣所述A相電流，得到N組α相電流數(shù)據(jù)；利用所述N組α相電流數(shù)據(jù)，擬合得到α相電流曲線；利用所述α相電流曲線，計算得到與所述α相電流曲線對應(yīng)的電感曲線，以確定電感參數(shù)。以上技術(shù)方案實現(xiàn)了一次性將d軸或q軸電流曲線以及相對應(yīng)得d軸或q軸電感曲線檢測出來。相比于直流衰減法而言，考慮了電機磁飽和的影響，提高了電感參數(shù)準(zhǔn)確度，相比于交流電壓注入法而言，減少了檢測次數(shù)，提高了工作效率。
【IPC分類】H02P21-14
【公開號】CN104753431
【申請?zhí)枴緾N201510196926
【發(fā)明人】馮江華, 許峻峰, 肖磊, 文宇良, 張朝陽, 劉雄
【申請人】南車株洲電力機車研究所有限公司
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年4月23日