[发明专利]电机相电流采样延迟时间的辨识方法

说明书

本发明公开了一种电机相电流采样延迟时间的辨识方法，本方法根据永磁同步电机模型，在电机控制端注入高频电压信号，得到高频电压方程并简化，选择在d轴注入高频电压信号，得到高频电流信号表达式，综合考虑电机相电流信号采样过程的延迟时间修正高频电流信号表达式，经相位延迟锁相环处理得到电机相电流采样回路延迟时间。本方法准确辨识电机相电流采样延迟时间，从而为IPMSM控制过程中的信号处理补偿、输出补偿等提供依据，提高新能源汽车永磁同步电机的控制精度、效率及稳定性。

技术领域

本发明涉及一种电机相电流采样延迟时间的辨识方法。

背景技术

内置式永磁同步电机(IPMSM)已成为新能源汽车中电机的主流选择之一，IPMSM的主流控制策略为矢量控制，其基本思想是将电机三相电流经过坐标变换得到dq轴电流，从而如控制直流电机一样加以控制。其中，控制单元的AD转换过程必然会引入采样和转换延时，同时硬件上一般存在RC滤波也会导致一定程度的延时，并且用于电流采样的电流传感器本身也存在信号转换处理延时。当IPMSM工作在高转速时，电流采样延迟会导致采样得到的相电流与实际相电流出现偏差，并且该偏差随着转速的升高而变大，导致IPMSM控制出现偏差，后果是控制精度变差、效率变低，甚至出现控制不稳定的情况。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种电机相电流采样延迟时间的辨识方法，本方法准确辨识电机相电流采样延迟时间，从而为IPMSM控制过程中的信号处理补偿、输出补偿等提供依据，提高新能源汽车永磁同步电机的控制精度、效率及稳定性。

为解决上述技术问题，本发明电机相电流采样延迟时间的辨识方法包括如下步骤：

步骤一、在电机转子磁场定向下，以dq坐标系表示的永磁同步电机模型为：

式中：u_d、u_q为定子电压直轴和交轴分量、i_d、i_q为定子电流直轴和交轴分量、L_d、L_q为直轴和交轴电感、R_s为定子电阻、p_n为电机极对数、ω_m为转子机械角速度、ψ_f为转子永磁体产生的磁链；

步骤二、在电机控制端注入一个高频电压信号，并且当注入的电压信号频率相对于电机基波频率足够高时，电机模型等价成R-L模型，得到高频电压方程为：

式中：u_dh、u_qh为直轴和交轴高频电压分量、i_dh、i_qh为直轴和交轴高频电流分量、L_dh、L_qh为直轴和交轴高频电感、R_sh为定子高频电阻、p为微分算子，p＝d/dt；

步骤三、通常高频电阻R_sh压降很小，相对于高频电感，其压降可以忽略不计，将式(2)简化为式(3)，

步骤四、选择在d轴注入高频电压信号，其表达式为

式中：u_dhf为注入高频电压的幅值、ω_h为注入高频电压的角频率、t为时间；

步骤五、根据式(3)和式(4)，得到高频电流信号表达式(5)，

式(5)成立的前提条件是电机相电流信号采样过程无时间延迟；

步骤六、综合考虑电机相电流信号采样过程的延迟时间，将式(5)修改为式(6)，