[发明专利]一种永磁同步电机电感参数辨识系统和方法

说明书

本发明公开了一种永磁同步电机电感参数辨识系统和方法，由电流检测计算环节、交轴电流检测计算环节、滑模变结构位置辨识环节、角度偏差计算环节和电感偏差计算补偿环节组成，永磁同步电机采样得到的三相电流作为输入，滑模变结构位置辨识环节可以得到初步位置辨识结果，角度偏差计算环节可以得到位置辨识稳态偏差，电感偏差计算补偿环节可以根据位置辨识稳态偏差计算出永磁同步电机电感参数偏差，进而得到电机电感参数准确值。

技术领域

本发明属于信号检测领域，具体涉及一种永磁同步电机电感参数辨识系统，以及实时在线辨识方法，适于永磁同步电机高性能控制场所，特别适于轮缘推进和集成推进等需要采用无位置传感器控制的领域。

背景技术

随着稀土永磁材料性能的提高和自动控制技术的发展，永磁同步电机以其功率因数高、调速范围宽、易于维护等优点在船用电力推进领域的应用日益广泛。但是，在船舶高湿度、高烟雾的恶劣情况下，旋转变压器等机械式位置传感器降低了永磁同步电机运行可靠性和环境适用性。因此，适用于永磁同步电机的无位置传感器控制技术得到日益广泛的关注。

船用永磁同步电机中高速工况运行时，基于滑模变结构的位置辨识策略以其动态特性好、抗参数摄动强的优点广泛应用。虽然滑模变结构位置辨识策略有较好的鲁棒性，但位置辨识性能仍受电机参数尤其是电感参数准确度的影响。

由于永磁同步电机是一个综合运用电磁学、热学以及机械学的复杂设备，电枢绕组温度变化、铁磁材料的饱和等因素会使引起电机电感参数的变化。

在轮缘推进等需要使用无位置传感器控制技术的领域，电机电感参数偏差会影响位置辨识算法性能，造成推进系统功率因数低、带载能力下降等不利因素。为避免因电感参数偏差引起推进系统功率因数的降低，必须进行电机参数的在线辨识。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种永磁同步电机电感参数辨识系统，根据滑模变结构位置辨识的偏差计算出电机电感参数的偏差，进而得到电机电感真实值。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种永磁同步电机电感参数辨识系统，包括电机电流检测计算环节，用于输入电机采样得到的三相电流；交轴电流检测计算环节，用于计算电机交轴转矩电流；滑模变结构位置辨识环节，用于计算永磁同步电机位置辨识值，由滑模观测器和锁相环顺序连接而成；位置辨识偏差计算环节，用于计算因电机电感参数偏差引起的位置辨识偏差值，并输入到电感偏差计算补偿环节；电感偏差计算补偿环节，用于计算电感参数的偏差值，根据辨识位置辨识偏差得到电机电感参数真实值；所述的电机电流检测计算环节和交轴电流检测计算环节连接，电机电流检测计算环节连接滑模变结构位置辨识环节，交轴电流检测计算环节连接位置辨识偏差计算环节后连接电感偏差计算补偿环节，同时滑模变结构位置辨识环节连接位置辨识偏差计算环节。

其中，所述的位置辨识偏差计算环节可利用位置传感器实现位置辨识偏差的计算。

本发明的目的之二在于提供一种永磁同步电机电感参数实时在线辨识方法，结合利用滑模变结构位置辨识环节、位置辨识偏差计算环节和电感偏差补偿计算环节实现对电机电感参数的在线辨识，步骤为：

a)，电机电流检测计算环节将从永磁同步电机采样得到的三相电流,经过变换得到滑模变结构位置辨识环节的输入，其中：

b)，电机电流检测计算环节将从永磁同步电机采样得到的三相电流,经过变换得到位置辨识偏差计算环节的输入，其中：

c)，滑模变结构位置辨识环节根据永磁同步电机基频数学模型，利用滑模变结构原理得到电机转子位置辨识值

d)，位置辨识偏差计算环节利用扰动观察法，增加或者减小位置辨识值，并观测所引起的交轴转矩电流绝对值的变化量Δi_q，从而决定下一步是增加输出角度，减小输出角度还是退出位置辨识偏差计算环节；