[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

说明书

本发明提供一种永磁同步电机的交直轴电感特性曲线的测定方法，本发明测定方法可以辨识永磁同步电机在不同磁饱和程度下的交轴电感和直轴电感，克服逆变器中开关元件的导通压降和死区效应对输出电压的影响，提高电流采样的信噪比，提高电感辨识精度，根据电感辨识结果绘制直轴和交轴的电感特性曲线。

技术领域

本发明涉及一种永磁同步电机的交直轴电感特性曲线的测定方法。

背景技术

在永磁同步电机控制中，交直轴电感对电流环调节器、弱磁控制算法、最大转矩电流比算法、无速度传感器速度估算算法等诸多环节，都有不同程度的影响。

永磁同步电机的交轴电感Lq和直轴电感Ld受磁路饱和程度的影响较大，对于内嵌式永磁同步电机，Lq和Ld在不同的磁饱和程度下变化范围可达1～3倍。现有的交直轴电感测量方法有基于时域的脉冲电压法和基于频域的交流注入法，现有方法只能测出电机在某一饱和程度下的电感量，无法准确测出电机在不同磁饱和程度下的电感量，无法测定出d轴和q轴的电感随磁饱和程度变化的特性曲线。现有方法在实施过程中受逆变器死区效应和电流采样噪声影响较大，精度较差。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种永磁同步电机的交直轴电感特性曲线的测定方法，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_hsin(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_hsin(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。

进一步地，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。