電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測(cè)量方法及測(cè)量裝置和電機(jī)控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測(cè)量方法、一種電機(jī) 的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測(cè)量裝置以及一種電機(jī)控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著矢量變頻控制技術(shù)的發(fā)展及成熟，越來越多的設(shè)備配備了變頻驅(qū)動(dòng)器來驅(qū)動(dòng) 電機(jī)的運(yùn)行。例如，在家用空調(diào)、廚房電器、洗衣機(jī)、冰箱、電梯等設(shè)備均配備了變頻驅(qū)動(dòng)器。 然而，變頻驅(qū)動(dòng)器采用矢量控制技術(shù)對(duì)電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)時(shí)對(duì)電機(jī)的參數(shù)有較強(qiáng)的依賴性，如 果電機(jī)的參數(shù)不準(zhǔn)確，則會(huì)對(duì)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)性能、節(jié)能效果、啟動(dòng)特性等造成較大影響。通常 電機(jī)的廠家都會(huì)給出電機(jī)常用參數(shù)，例如，電阻、電感隨著電流變化的曲線、反電動(dòng)勢(shì)系數(shù)、 磁極對(duì)數(shù)等，但是，電機(jī)廠家一般不提供轉(zhuǎn)動(dòng)慣量這個(gè)參數(shù)或所給轉(zhuǎn)動(dòng)慣量參數(shù)存在較大 誤差。因此，對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確有效的測(cè)量非常必要。
[0003] 相關(guān)技術(shù)提出了一種計(jì)算轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的方法，該方法基于運(yùn)動(dòng)方程，考慮電機(jī)在空 載情況下，測(cè)量電機(jī)啟動(dòng)及停止時(shí)的轉(zhuǎn)子加速度，再通過運(yùn)算得到電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。但是， 該方法需要使用光電編碼器、精準(zhǔn)的時(shí)間測(cè)量?jī)x等復(fù)雜測(cè)試工具，測(cè)量成本高，且對(duì)電機(jī)進(jìn) 行啟停操作，從工程實(shí)踐來說不易操作。
[0004] 綜上，相關(guān)技術(shù)中的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測(cè)量方法存在改進(jìn)的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的旨在至少在一定程度上解決上述的技術(shù)缺陷。
[0006] 為此，本發(fā)明的第一個(gè)目的在于提出一種電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測(cè)量方法，能夠獲得 較準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，且操作簡(jiǎn)單，測(cè)量成本低。
[0007] 本發(fā)明的第二個(gè)目的在于提出一種電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測(cè)量裝置。本發(fā)明的第三個(gè) 目的在于提出一種電機(jī)控制系統(tǒng)。
[0008] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明第一方面實(shí)施例提出的電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測(cè)量方法，包 括以下步驟：當(dāng)所述電機(jī)處于空載或輕載運(yùn)行時(shí)，在預(yù)設(shè)時(shí)間段獲取預(yù)設(shè)直軸參考電流和 預(yù)設(shè)交軸參考電流，并控制所述電機(jī)的轉(zhuǎn)速以預(yù)設(shè)角加速度進(jìn)行加速；在所述預(yù)設(shè)時(shí)間段 的預(yù)設(shè)采樣點(diǎn)對(duì)所述電機(jī)的電流進(jìn)行采樣以獲得采樣電流，并根據(jù)所述采樣電流計(jì)算所述 電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩；根據(jù)所述電磁轉(zhuǎn)矩以及所述預(yù)設(shè)角加速度計(jì)算所述電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提出的電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測(cè)量方法，當(dāng)電機(jī)處于空載或輕載運(yùn) 行時(shí)，在預(yù)設(shè)時(shí)間段控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速以預(yù)設(shè)角加速度進(jìn)行加速，在預(yù)設(shè)時(shí)間段的預(yù)設(shè)采樣 點(diǎn)對(duì)電機(jī)的電流進(jìn)行采樣以獲得采樣電流，并根據(jù)采樣電流計(jì)算電機(jī)的第一電磁轉(zhuǎn)矩，進(jìn) 而根據(jù)電磁轉(zhuǎn)矩以及預(yù)設(shè)角加速度計(jì)算電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。從而，能夠獲得較準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)動(dòng)慣 量，且操作簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)容易，測(cè)量成本低，可運(yùn)用于工程實(shí)踐。
[0010] 具體地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，可根據(jù)以下公式計(jì)算所述電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：
[0011]
[0012] 其中，J為所述電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，\為所述預(yù)設(shè)角加速度，1為所述預(yù)設(shè)電磁轉(zhuǎn)矩。
[0013] 進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述電磁轉(zhuǎn)矩根據(jù)以下公式計(jì)算得到：
[0014]Y: = 1.5PIsql[Ke+(Lsdl-Lsql)Isdl]
[0015] 其中，t為所述預(yù)設(shè)電磁轉(zhuǎn)矩，Isql為兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的交軸電流，Lsdl為兩相旋 轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的直軸電感，Lsql為兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的交軸電感，Isdl為兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的 直軸電流，Ke為所述電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁鏈，P為所述電機(jī)的磁極對(duì)數(shù)。
[0016] 另外，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)所述采樣電流進(jìn)行Clark坐標(biāo)變換和Park坐 標(biāo)變換以獲得所述交軸電流Isql和所述直軸電流。
[0017] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明第二方面實(shí)施例還提出了一種電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測(cè)量裝 置，包括：獲取模塊，所述獲取模塊用于在預(yù)設(shè)時(shí)間段獲取預(yù)設(shè)直軸參考電流和預(yù)設(shè)交軸參 考電流；采樣模塊，所述采樣模塊用于在所述預(yù)設(shè)時(shí)間段的預(yù)設(shè)采樣點(diǎn)對(duì)所述電機(jī)的電流 進(jìn)行采樣以獲得采樣電流；控制模塊，當(dāng)所述電機(jī)處于空載或輕載運(yùn)行時(shí)，所述控制模塊用 于在所述預(yù)設(shè)時(shí)間段控制所述電機(jī)的轉(zhuǎn)速以預(yù)設(shè)角加速度進(jìn)行加速，根據(jù)所述采樣電流計(jì) 算所述電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩，并根據(jù)所述電磁轉(zhuǎn)矩以及所述預(yù)設(shè)角加速度計(jì)算所述電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng) 卜舟且 T貝里。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提出的電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測(cè)量裝置，當(dāng)電機(jī)處于空載或輕載運(yùn) 行時(shí)，通過控制模塊在預(yù)設(shè)時(shí)間段控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速以預(yù)設(shè)角加速度進(jìn)行加速，根據(jù)采樣電 流計(jì)算電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩，并根據(jù)電磁轉(zhuǎn)矩以及預(yù)設(shè)角加速度計(jì)算電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。從而，能 夠獲得較準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，且操作簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)容易，測(cè)量成本低，可運(yùn)用于工程實(shí)踐。
[0019] 具體地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述控制模塊根據(jù)以下公式計(jì)算所述電機(jī)的 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：
[0020]
[0021] 其中，J為所述電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，\為所述預(yù)設(shè)角加速度，1為所述預(yù)設(shè)電磁轉(zhuǎn)矩。
[0022] 進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述控制模塊根據(jù)以下公式計(jì)算所述電磁 轉(zhuǎn)矩：
[0023]Y: = 1.5PIsql[Ke+(Lsdl-Lsql)Isdl]
[0024] 其中，t為所述預(yù)設(shè)電磁轉(zhuǎn)矩，Isql為兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的交軸電流，Lsdl為兩相旋 轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的直軸電感，Lsql為兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的交軸電感，Isdl為兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的 直軸電流，Ke為所述電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁鏈，P為所述電機(jī)的磁極對(duì)數(shù)。
[0025] 另外，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述控制模塊對(duì)所述采樣電流進(jìn)行Clark坐標(biāo) 變換和Park坐標(biāo)變換以獲得所述交軸電流Isql和所述直軸電流。
[0026] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明第三方面實(shí)施例提出了一種電機(jī)控制系統(tǒng)，包括所述的 電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測(cè)量裝置。
[0027] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提出的電機(jī)控制系統(tǒng)，能夠獲得較準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，且操作簡(jiǎn) 單，實(shí)現(xiàn)容易，測(cè)量成本低，可運(yùn)用于工程實(shí)踐。
[0028] 本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變 得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。
【附圖說明】
[0029] 本發(fā)明上述的和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從下面結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變 得明顯和容易理解，其中 ：
[0030] 圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測(cè)量方法的流程圖；
[0031] 圖2為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測(cè)量方法中直軸參考電流、交 軸參考電流和角速度的變化曲線示意圖；
[0032] 圖3為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測(cè)量方法中相電流isa的示意 圖；
[0033] 圖4為現(xiàn)有技術(shù)中的Clark坐標(biāo)變換示意圖；
[0034] 圖5為現(xiàn)有技術(shù)中的Park坐標(biāo)變換示意圖；
[0035] 圖6為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測(cè)量裝置的方框示意圖；
[0036] 圖7為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電機(jī)控制系統(tǒng)的方框示意圖；以及
[0037] 圖8為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例的電機(jī)控制系統(tǒng)的示意圖。
[0038] 附圖標(biāo)記：
[0039] 獲取模塊1、采樣模塊2、控制模塊3、電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測(cè)量裝置702、電機(jī)控制系 統(tǒng)701、電機(jī)10、電流采樣模塊20、第一坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊30、電流校正模塊40、直軸電壓模塊 50、交軸電壓模塊60、第二坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊70、SVPWM驅(qū)動(dòng)模塊80、逆變器90和直流電源100。
【具體實(shí)施方式】
[0040] 下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終 相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附 圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0041] 下文的公開提供了許多不同的實(shí)施例或例子用來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的不同結(jié)構(gòu)。為了簡(jiǎn) 化本發(fā)明的公開，下文中對(duì)特定例子的部件和設(shè)置進(jìn)行描述。當(dāng)然，它們僅僅為示例，并且 目的不在于限