專利名稱：永磁同步電機(jī)的參數(shù)獲取方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電機(jī)控制技術(shù)，尤其涉及一種永磁同步電機(jī)的參數(shù)獲取方法，屬于自動控制領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著新型、高性能永磁材料技術(shù)的飛速發(fā)展，永磁同步電機(jī)(Permanent Magnetic Synchronous Motor ；簡稱PMSM)體積小、重量輕和效率高等優(yōu)點日益突出，其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。在數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人等高精度控制領(lǐng)域，永磁同步電機(jī)越來越得到廣泛的應(yīng)用。目前，為了滿足對電機(jī)控制性能的更高的要求，業(yè)界多使用PMSM矢量控制技術(shù)來控制PMSM的運(yùn)轉(zhuǎn)。這是因為該矢量控制技術(shù)能夠使PMSM獲取很好的瞬態(tài)響應(yīng)特性，并能夠?qū)崿F(xiàn)對負(fù)載擾動和給定值變換的快速響應(yīng)。但是，由于矢量控制技術(shù)的控制效果與PMSM 參數(shù)的準(zhǔn)確性密切相關(guān)，因此，當(dāng)應(yīng)用矢量控制技術(shù)來控制一臺PMSM之前，必須先辨識出控制所需的PMSM的參數(shù)。通常，PMSM參數(shù)主要包括定子電阻、永磁體勵磁磁鏈的磁感應(yīng)強(qiáng)度和d軸電感和q軸電感的電感值。隨著PMSM的老化和周圍環(huán)境的變換，PMSM的實際參數(shù)與控制時所給定的參數(shù)之間存在較大的差別?，F(xiàn)有技術(shù)中，為了采用矢量控制技術(shù)控制PMSM，需要先對PMSM的各項參數(shù)進(jìn)行辨識。例如利用數(shù)字信號處理器(Digital Signal Processor ；簡稱:DSP)產(chǎn)生的脈沖寬度調(diào)制(Pulse Width Modulation ；簡稱PWM)信號，以控制逆變器對直流母線電壓進(jìn)行處理，生成一恒定交流電壓并輸出給PMSM，并通過檢測定子電流，以獲取PMSM的定子電阻。另外，采用磁場觀測器來對d軸電感和q軸電感進(jìn)行靜態(tài)辨識，以檢測出d軸電感和q軸電感的電感值。再有就是采用磁場觀測器來對永磁體勵磁磁鏈進(jìn)行靜態(tài)辨識，以檢測出永磁體勵磁磁鏈的磁感應(yīng)強(qiáng)度?；谏鲜龅氖侄?，可以獲得PMSM矢量控制系統(tǒng)所需要的定子的電阻、d軸和q軸的電感值，以及永磁體勵磁磁鏈的磁感應(yīng)強(qiáng)度。但是，上述獲得各項參數(shù)的現(xiàn)有技術(shù)存在如下的缺陷由于逆變器向PMSM輸出的恒定電壓中含有大量的諧波，導(dǎo)致獲取的PMSM的定子電流也存在豐富的諧波成分，因此獲取的定子電阻并不準(zhǔn)確；同時，由于逆變器向PMSM輸出的恒定電壓中含有大量的諧波，也使得磁場觀測器檢測獲取的d軸電感和q軸電感的電感值和永磁勵磁磁鏈的磁感應(yīng)強(qiáng)度等參數(shù)也不準(zhǔn)確，從而會影響矢量控制技術(shù)對PMSM的控制效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種PMSM的參數(shù)獲取方法，用以實現(xiàn)了對PMSM參數(shù)的精確獲取，并有效提高矢量控制技術(shù)對PMSM的控制效果。本發(fā)明提供一種PMSM的參數(shù)獲取方法，包括測量直流母線電壓；采用數(shù)字式滯環(huán)型脈沖調(diào)制解調(diào)控制方式，控制逆變器向永磁同步電機(jī)輸出電流；并檢測所述永磁同步電機(jī)中與所述輸出電流對應(yīng)的線電壓和相電流；
當(dāng)所述輸出電流為直流電流時，檢測相應(yīng)的線電壓和相電流，對所述直流母線電壓、線電壓和相電流進(jìn)行坐標(biāo)變換處理，獲得第一 d軸電壓Udl和第一 d軸電流idl，或者，第一 q軸電壓IV和第一 q軸電流；應(yīng)用公式udl = Rsidl或者IV = Rsiql，計算所述永磁同步電機(jī)的定子電阻Rs;禾口/ 或，使所述輸出電流小于預(yù)設(shè)的電流值，檢測相應(yīng)的線電壓和相電流，對所述直流母線電壓、線電壓和相電流進(jìn)行坐標(biāo)變換處理，獲得第二 q軸電壓Utl2,并應(yīng)用公式Uq2^ Vf，計算所述永磁同步電機(jī)的永磁體勵磁磁鏈的磁感應(yīng)強(qiáng)度；所述預(yù)設(shè)的電流值不等于0，且小于等于所述永磁同步電機(jī)額定電流的0. 05倍；禾口/ 或，當(dāng)所述輸出電流為正弦交流電流時，檢測相應(yīng)的線電壓和相電流，對所述直流母線電壓、線電壓和相電流進(jìn)行坐標(biāo)變換處理，獲得第二 d軸電壓Ud2、第二 d軸電流id2、第三q軸電壓Utl3和第二 q軸電流iq2、及所述定子電阻民和永磁體勵磁磁鏈的磁感應(yīng)強(qiáng)度Vf，
并應(yīng)用公式·
權(quán)利要求
1.一種永磁同步電機(jī)的參數(shù)獲取方法，其特征在于，包括 測量直流母線電壓；采用數(shù)字式滯環(huán)型脈沖調(diào)制解調(diào)控制方式，控制逆變器向永磁同步電機(jī)輸出電流；并檢測所述永磁同步電機(jī)中與所述輸出電流對應(yīng)的線電壓和相電流；當(dāng)所述輸出電流為直流電流時，檢測相應(yīng)的線電壓和相電流，對所述直流母線電壓、線電壓和相電流進(jìn)行坐標(biāo)變換處理，獲得第一 d軸電壓Udl和第一 d軸電流idl，或者，第一 q軸電壓Utll和第一 q軸電流；應(yīng)用公式Udl = RsIdl或者Utll = Rsiql,計算所述永磁同步電機(jī)的定子電阻Rs; 和/或，使所述輸出電流小于預(yù)設(shè)的電流值，檢測相應(yīng)的線電壓和相電流，對所述直流母線電壓、線電壓和相電流進(jìn)行坐標(biāo)變換處理，獲得第二 q軸電壓Utl2，并應(yīng)用公式Utl2 ^ C^vf，計算所述永磁同步電機(jī)的永磁體勵磁磁鏈的磁感應(yīng)強(qiáng)度Vf ；所述預(yù)設(shè)的電流值不等于0，且小于等于所述永磁同步電機(jī)額定電流的0. 05倍； 和/或，當(dāng)所述輸出電流為正弦交流電流時，檢測相應(yīng)的線電壓和相電流，對所述直流母線電壓、線電壓和相電流進(jìn)行坐標(biāo)變換處理，獲得第二 d軸電壓Ud2、第二 d軸電流id2、第三q軸電壓Utl3和第二 q軸電流iq2、及所述定子電阻民和永磁體勵磁磁鏈的磁感應(yīng)強(qiáng)度Vf，并應(yīng) ’Ld_ Uq,-ωΓΨ/~Rsiq2用公式Zrl-,計算所述永磁同步電機(jī)的d軸的電感值Ld以及q軸的電感I = ~Ud3 + KJd3值L“其中，為所述永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子的電氣角速度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁同步電機(jī)的參數(shù)獲取方法，其特征在于，所述測量直流母線電壓具體包括將所述檢測直流母線電壓信號加載到采用4階巴特沃斯低通濾波器的電壓檢測模擬通道。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁同步電機(jī)的參數(shù)獲取方法，其特征在于，所述檢測相應(yīng)的線電壓具體包括將所述檢測相應(yīng)的線電壓信號加載到采用4階巴特沃斯低通濾波器的電壓檢測模擬通道。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁同步電機(jī)的參數(shù)獲取方法，其特征在于，所述檢測相應(yīng)的相電流具體包括將所述檢測相應(yīng)的相電流信號加載到采用2階巴特沃斯低通濾波器的電流檢測模擬通道。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁同步電機(jī)的參數(shù)獲取方法，其特征在于，所述向永磁同步電機(jī)輸出電流包括向所述永磁同步電機(jī)三相繞組的A相和B相輸入幅值相等、方向相反的直流電流，該直流電流的幅值為所述永磁同步電機(jī)額定電流的1/3 1/2倍；并且，使所述永磁同步電機(jī)三相繞組的C相輸入電流幅值為0。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁同步電機(jī)的參數(shù)獲取方法，其特征在于，所述向永磁同步電機(jī)輸出電流包括向所述永磁同步電機(jī)三相繞組的A相、B相和C相輸入頻率為10赫茲的電流。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁同步電機(jī)的參數(shù)獲取方法，其特征在于，所述向永磁同步電機(jī)輸出電流包括向所述永磁同步電機(jī)三相繞組的A相、B相和C相輸入幅值為2安培，且頻率為10赫茲的正弦交流電流。
全文摘要
本發(fā)明提供一種永磁同步電機(jī)的參數(shù)獲取方法，包括測量直流母線電壓；采用數(shù)字式滯環(huán)型脈沖調(diào)制解調(diào)控制方式，控制逆變器向PMSM輸出電流；并檢測PMSM中與輸入電流對應(yīng)的線電壓和相電流；并根據(jù)控制逆變器向PMSM輸出的不同的電流，計算永磁同步電機(jī)的定子電阻、永磁體勵磁磁鏈的磁感應(yīng)強(qiáng)度ψf和/或d軸的電感值Ld以及q軸的電感值Lq，實現(xiàn)了對PMSM中上述三個參數(shù)精確計算，并有效的提高了矢量控制技術(shù)對PMSM的控制效果。
文檔編號H02P21/14GK102386835SQ20101026886
公開日2012年3月21日 申請日期2010年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月27日
發(fā)明者劉榮強(qiáng), 姬春霞, 宋春龍, 梁培志, 陳振鋒 申請人:永濟(jì)新時速電機(jī)電器有限責(zé)任公司