[发明专利]永磁同步发电机磁链在线辨识方法与系统

权利要求书

1.一种永磁同步发电机磁链在线辨识方法，其特征在于包括以下步骤：

S101：获取当前运行状态下机侧变流器单元的当前Q轴指令电压值Uq、Q轴真实电流值Iq和电机转速值；

S102：根据定子电压方程计算反电势值，求均值并经过低通滤波器得到稳定等效反电势值；

S103：根据不同转速下的等效反电势值，获取任意两组转速差分和反电势差分，利用差分消除法计算永磁体磁链，具体包括：

S1031：记录不同转速下的等效反电势值；

由于变流器引入了死区时间，因此指令电压与实际输出电压存在误差，在dq同步旋转坐标系下，死区延时对dq轴实际电压的影响为：

其中u_d、u_q为永磁同步发电机直轴和交轴的电压；i_d、i_q为直轴和交轴的电流；ω_r为转速；R_s为定子电阻；L_d、L_q为直轴和交轴的电感；ψ_f为永磁体磁链；

采用指令电压u_{q_ref}代替实际电压，导致磁链计算误差为ΔV*D_q，计算磁链误差为：

其中ω_r为转速；ΔV为指令电压和实际电压之间的电压差；D_q为交轴占空比；ω_r为转速

S1032：获取任意两组转速差分和反电势差分；

在风机组变流器运行的过程中，弱磁转速以下均采用i_d＝0的电流控制策略，在i_d＝0控制时进行永磁体磁链辨识，简化公式如下：

其中i_A、i_B、i_C为三相电流；

将式(12)代入式(11)，可得式(13)：

D_q只与转子位置角θ相关，随转子位置角波动，而与其他因素无关；一个旋转周期内，任何转速下D_q的平均值大小不变，即：

avg(D_q(θ)|ω_r1)＝avg(D_q(θ)|ω_r2) (14)

其中θ为转子位置角；ω_r1、ω_r2为转速；

于是，两个转速下辨识磁链满足式(15)：

代入式(14)，得：

其中u_{q1_ref}、u_{q2_ref}和i_q1、i_q2分别是在转速ω_r1、ω_r2下直轴和交轴的电压给定信号和检测电流信号；u_q1、u_q2为在转速ω_r1、ω_r2下的交轴电压；D_q、D_q为直轴和交轴的占空比；R_s为定子电阻；

S1033：根据S1032计算永磁体磁链大小的方程，再计算多组不同速度组合下的磁链计算值，并采用多组数据求取平均值得到永磁体磁链大小；

S1034：将永磁同步发电机参数反馈至永磁同步发电机转子转速和转子位置角计算单元使用，运用在线辨识得到的磁链大小参与永磁同步发电机控制中，完成整个永磁同步发电机磁链在线辨识。