[发明专利]一种永磁同步电机的交直轴电感特性曲线的测定方法

权利要求书

1.一种永磁同步电机的交直轴电感特性曲线的测定方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：首先打开制动器，使电机轴可自由旋转，用驱动器控制永磁同步电机，将电机转子轴旋转到-30°电角度的位置，然后锁定制动器，使电机轴固定，

步骤2：维持驱动器的q轴电压为0，坐标变换角θ为-30°；

将给定电流I^*设定为通过PI调节器控制驱动器输出的d轴电压，使d轴反馈电流达到设定点然后延时T_delay，向电流给定I^*中注入高频正弦分量I_h sin(ω_ht)，待高频电流稳定后，采集驱动器的输出电压指令和反馈电流i_d，对采集到的输出电压和反馈电流i_d进行傅里叶分析，计算电感L_d1；

步骤3：将给定电流依次设定为重复第二步，可得到电感

步骤4：打开制动器，使电机轴可自由旋转，用驱动器控制永磁同步电机，将电机转子轴旋转到-120°电角度的位置，然后锁定制动器，使电机轴固定，

步骤5：维持驱动器的q轴电压为0，坐标变换角θ为-30°；

将给定电流I^*设定为通过PI调节器控制驱动器输出的d轴电压，使d轴反馈电流达到设定点然后延时T_delay，向电流给定I^*中注入高频正弦分量I_h sin(ω_ht)，待高频电流稳定后，采集驱动器的输出电压指令和反馈电流i_d，对采集到的输出电压和反馈电流i_d进行傅里叶分析，计算电感L_q1；

步骤6：将给定电流依次设定为重复第5步，可得到电感

步骤7：上位机通过通信接口读取驱动器中存储的各磁饱点的电流设定值和电感辨识值，绘制出直轴和交轴的电感特性曲线。

2.根据权利要求1所述测定方法，其特征在于：驱动器输出的电压控制方法如下：

需要用到Park^-1变换(公式1)和Clarke^-1变换(公式2)，Park^-1变换用于将两相旋转坐标系中的物理量变换到两相静止坐标系，Clarke^-1变换用于将两相静止坐标系中的物理量变换到三相静止坐标系，

当采用q轴电压u_q＝0，θ＝-30°的控制策略时，通过公式(1)～(2)的变换，求得三相电压，u_C＝0；可见控制逆变器时，可以保持C相桥臂为封锁状态，

C相桥臂维持封锁状态时，三相电路i_C＝0；其中使用0.5(i_A-i_B)作为i_A的实际采样值，以提高采样电流的信噪比，于是得到反馈量i_d的计算公式：

3.根据权利要求1所述测定方法，其特征在于：在步骤2～3、5～6步骤中，当反馈电流id到达设定的直流电流后，延时T_delay，确保电机磁场稳定后，向给定电流I^*中注入幅值为I_h，角频率为ω_h的高频电流，注入高频电流时，给定电流I^*的表达式为(4)和(5)，其中(4)为辨识直轴电感Ld时的给定电流，(5)为辨识交轴电感Lq时的给定电流；

注入高频电流的角频率ω_h＝2πF_h。

4.根据权利要求1所述方法，其特征在于：傅里叶分析算法如下：

周期性序列{x(n),n＝0,1,...,L-1}的傅里叶变换为：

X(1)为基频分量，在本方法中代表与高频注入信号频率相同的分量，

令k＝1，得到X(1)表达式如下：

对采样的电压序列和电流序列，计算傅里叶变换的基频分量，得到：

U(1)＝U_1re+jU_1im (8)

I(1)＝I_1re+jI_1im (9)

计算电压矢量和电流矢量的夹角：

其中为PWM发波延时和电流采样延时的补偿量，

电机的感抗为电路阻抗的虚部：

于是，在设定的磁饱和程度下的电感为：

根据此方法计算出每个磁饱和点的交轴电感和直轴电感。