本發(fā)明屬于空調(diào)控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電機反電勢系數(shù)離線辨識方法。

背景技術(shù)：

對于電機的高性能控制策略來說，控制效果的好壞依賴于控制中所應(yīng)用到的電機參數(shù)，這就需要進行參數(shù)的辨識?？刂浦兴枰碾姍C參數(shù)通常是不能夠直接從電機的銘牌上獲取的，需要額外的測量設(shè)備和測量方法或需要電機廠家提供電機反電勢系數(shù)等電機參數(shù)。當(dāng)需要對大量的不同廠家的電機進行控制時，常常把電機參數(shù)存儲在類似EEPROM中，保留控制程序不變，能夠解決對不同壓縮機等電機的控制，但該方法存在如下不足：一是需要類似EEPROM等存儲器，增加了產(chǎn)品成本，二是當(dāng)用戶的變頻空調(diào)出現(xiàn)問題，需要維修時，如果此時采用新的控制電路或者新的控制軟件進行替換原來的控制板時，可能并不清楚電機的具體參數(shù)，無法快速實現(xiàn)對電機控制電路及控制軟件的替代。

對電機參數(shù)的離線辨識，常規(guī)的方法是空載和堵轉(zhuǎn)實驗。傳統(tǒng)的空載和堵轉(zhuǎn)實驗需要專業(yè)人員在額外的實驗設(shè)備下采用一定的試驗方法測得電機的參數(shù)，過程相對耗時和不方便重復(fù)，測量結(jié)果存在誤差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

【要解決的技術(shù)問題】

本發(fā)明的目的是提供一種電機反電勢系數(shù)離線辨識方法，以實現(xiàn)對所有電機反電勢系數(shù)的自動獲取。

【技術(shù)方案】

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。

本發(fā)明涉及一種電機反電勢系數(shù)離線辨識方法，包括步驟：

(1)、給電機的A相線圈、B相線圈、C相線圈一定占空比的電壓信號，控制電機轉(zhuǎn)速由停止?fàn)顟B(tài)加速到指定的轉(zhuǎn)速f₀，由公式w₀＝2πf₀p計算得到對應(yīng)的電角速度，其中p為電機的極對數(shù)；

(2)、在電機相電流達到穩(wěn)定后采樣d軸電流I_d、q軸電流I_q；

(3)、測量并記錄d軸電壓給定值u_d、q軸電壓給定值u_q；

(4)、對于不同的轉(zhuǎn)速w(i)，通過下列公式計算獲得一系列反電勢系數(shù)值K_E(i)：

其中i為自然數(shù)，Δu為補償量。

作為一種優(yōu)選的實施方式，所述步驟D之后還包括：利用平均值法或最小二乘法對所述反電勢系數(shù)值進行處理得到修正后的反電勢系數(shù)。

作為另一種優(yōu)選的實施方式，所述步驟B在采樣d軸電流I_d、q軸電流I_q后，還分別對d軸電流I_d、q軸電流I_q進行濾波。

下面對本發(fā)明進行詳細說明。

本發(fā)明將電機的每一相繞組等效為電阻r和電感L組成的電路，則電機的三相定子繞組等效為圖1所示。當(dāng)電機運行于一定轉(zhuǎn)速w時，此時電感兩端的電壓大小等同于反電勢電壓。測得此時電感兩端的電壓u_s，則可以根據(jù)反電勢電壓u_s與轉(zhuǎn)速w的關(guān)系，得到反電勢系數(shù)K_E。最后通過平均值法或最小二乘法對辨識的結(jié)果進行校正。

根據(jù)永磁同步電機在d-q軸坐標(biāo)系中的穩(wěn)態(tài)方程為：

若電機運行到穩(wěn)態(tài)，則那么上式可以寫成：

根據(jù)矢量控制算法及圖1可知：

反電勢電壓u_s與轉(zhuǎn)速w的關(guān)系為：

u_s＝K_Ew

因此，可以得到：

進一步的，首先給K_E賦一個近似值，此近似值是通過已知的同類電機獲得的一個參數(shù)，從而讓電機轉(zhuǎn)起來。然后由同步電機PMSM的矢量控制技術(shù)可知，外環(huán)為速度環(huán)，內(nèi)環(huán)為電流環(huán)，外環(huán)的速度誤差經(jīng)PI控制器得到交軸電流I_q的給定值，此給定值與實際采樣的I_q比較經(jīng)過電流PI調(diào)節(jié)器和矢量控制算法得到交軸電壓給定值u_q。同時在直軸電流控制上，采用直軸電流的給定值I_d經(jīng)過與實際d軸電流比較后，同樣經(jīng)過PI調(diào)節(jié)器和矢量控制算法得到直軸電壓給定值u_d。由于實際的d-q軸和真實的d-q軸存在θ角的偏差，因此測量得到的u_d，u_q和真實的u_d，u_q也是存在一定誤差的，此誤差主要受硬件電路板的影響。對于同樣的電路板，誤差是相對固定的，所以在辨識過程中需要增加一個補償量Δu，Δu是通過已知的電機來得到的一個參數(shù)，最后根據(jù)公式：辨識出反電勢系數(shù)，其中r是電機的電阻，p是電機的極對數(shù)，f是電機的機械頻率。

綜上，由于反電勢系數(shù)K_E是電機的固有參數(shù)，是恒定不變的，但是在辨識過程中由于u_d、u_q的測量值與真實值存在誤差，反電勢系數(shù)會隨著電機轉(zhuǎn)速的增加而增加，當(dāng)電機轉(zhuǎn)速達到一定值，反電勢系數(shù)保持不變，且與真實的電機反電勢系數(shù)接近。其中，電機轉(zhuǎn)速與反電勢系數(shù)的關(guān)系如圖2所示。因此，在辨識過程中，控制電機轉(zhuǎn)速由停止?fàn)顟B(tài)加速到指定的轉(zhuǎn)速，當(dāng)電機穩(wěn)定的時候，檢測此時的d、q軸電流和d、q軸電壓，然后通過上述公式計算即可得到反電勢系數(shù)。

【有益效果】

本發(fā)明提出的技術(shù)方案具有以下有益效果：

通過本發(fā)明，可以在電機反電勢系數(shù)數(shù)值未知的條件下，通過控制和計算準(zhǔn)確的獲得電機的反電勢系數(shù)值，從而用于電機其他控制參數(shù)的設(shè)置和對不同壓縮機的控制配置，達到正確驅(qū)動控制電機的目的。

附圖說明

圖1為電機三相定子繞組等效電路圖。

圖2為反電勢系數(shù)與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系示意圖，圖中，實線表示辨識得到的反電勢系數(shù)值，點狀虛線表示真實的反電勢系數(shù)值。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將對本發(fā)明的具體實施方式進行清楚、完整的描述。

實施例一

實施例一為電機反電勢系數(shù)離線辨識方法，該方法包括以下步驟：

(1)、給電機的A相線圈、B相線圈、C相線圈一定占空比的電壓信號，控制電機轉(zhuǎn)速由停止?fàn)顟B(tài)加速到指定的轉(zhuǎn)速f₀，由公式w₀＝2πf₀p計算得到對應(yīng)的電角速度，其中p為電機的極對數(shù)；

(2)、在電機相電流達到穩(wěn)定后采樣d軸電流I_d、q軸電流I_q；

(3)、測量并記錄d軸電壓給定值u_d、q軸電壓給定值u_q；

(4)、對于不同的轉(zhuǎn)速w(i)，通過下列公式計算獲得一系列反電勢系數(shù)值K_E(i)：

其中i為自然數(shù)，Δu為補償量；

(5)、對一系列獲得的K_E(i)進行數(shù)據(jù)處理，具體地，本實施例采用最小二乘法進行數(shù)據(jù)處理得到最終的電機反電勢系數(shù)K_E。

從以上實施例可以看出，本發(fā)明實施例在電機反電勢系數(shù)數(shù)值未知的條件下，通過控制和計算準(zhǔn)確的獲得電機的反電勢系數(shù)值，從而用于電機其他控制參數(shù)的設(shè)置和對不同壓縮機的控制配置，達到正確驅(qū)動控制電機的目的。

需要說明，上述描述的實施例是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部實施例，也不是對本發(fā)明的限制?；诒景l(fā)明的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明的保護范圍。