[发明专利]永磁同步发电机磁链在线辨识方法与系统

说明书

本发明涉及磁链在线辨识技术领域，是一种永磁同步发电机磁链在线辨识方法与系统，前者包括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、真实电流值Iq和永磁同步发电机转速值；S102：根据定子电压方程计算反电势值，求平均值或采用低通滤波器得到稳定等效反电势；S103：根据不同转速下的等效反电势，依据差分消除法计算永磁体磁链。本发明利用永磁同步发电机定子电压方程的磁链与反电势关系，并通过电压重构理论和畸变补偿获取真实的永磁同步发电机端定子指令电压，采用转子温度‑电阻关系曲线矫正转子电阻值，计算得到永磁体磁链，提高了永磁同步发电机磁链辨识的准确性。

技术领域

本发明涉及磁链在线辨识技术领域，是一种永磁同步发电机磁链在线辨识方法与系统。

背景技术

近年来风力发电得到蓬勃发展，装机容量稳步提升，占总电力的比重突破4.1％。风力发电的核心是风机组的智能控制与并网技术，作为其中能量转换的关键装置，变流器的可靠运行至关重要，而基于无传感器矢量控制的机侧变流器控制策略可显著提高机组可靠性。

根据PMSM定子端电压与定子电流的关系，依据电机数学模型来估算转子的位置和速度的方法称为电机的无传感器控制算法。位置估计的误差会造成定子电流解耦得到的转矩和励磁分量的不准确，该情况下会增加逆变器功耗和转矩脉动，若估计误差太大，则有可能造成电机失控。

现有的永磁同步发电机永磁体磁链辨识技术可以分为两类。

第一类为离线参数辨识方法，其需用到另一电机反拖被测电机，测量不同转速下的反电势大小，通过磁链与转速的关系计算永磁体磁链。

第二类为在线参数辨识方法，其无须外部设备，运行过程中通过获取电机运行状态，采用扩展卡尔曼滤波器、最小二乘法、模型参考自适应算法、遗传算法等完成参数的在线辨识。

第一类方法需要拖动电机、测量设备和专用的连接器，操作复杂，工程代价高，时间消耗多。第二类方法较第一类方法省时省力，但基于EK参数辨识方法均需要大量的求逆运算，而基于遗传算法的磁链辨识算法运算性能要求更高，低运算的模型参考自适应系统又存在收敛速度慢的问题，工程实现困难，速度慢，精度差等问题。

发明内容

本发明提供了一种永磁同步发电机磁链在线辨识方法与系统，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有技术中存在的在线磁链辨识时间消耗多，精度差，速度慢的问题。

本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：该永磁同步发电机磁链在线辨识方法,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，并经过低通滤波器得到稳定等效反电势平均值；

S103：根据不同转速下的近似等效反电势，依据差分消除法计算永磁体磁链。

下面是对上述发明技术方案一的进一步优化或/和改进：

上述S101中，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和电机转速值的步骤如下：

S1101：采用相电压重构方法得到真实的Q轴指令电压Uq；采用三相桥驱动器占空比重构相电压值，获得真实的Q轴指令电压值Uq；电压重构方法如下：

根据电机数学模型，电机三相电压表示为：

其中R为定子电阻，L为定子电感，e_a、e_b、e_c为三相反电势；

采用三线制接法，三相电流和、电势和为零，因此