[发明专利]永磁同步电机定子磁链矩阵提取方法及其应用

权利要求书

1.永磁同步电机定子磁链矩阵提取方法，其特征是测量永磁同步电机定子磁链矩阵，包括以下步骤：

1）测得室温和电机的冷态直流电阻；

2）为永磁同步电机设置对拖电机或测功机，通过对拖电机或测功机使永磁同步电机在设定的转速空载转动；

3）根据空载线电压计算永磁同步电机的空载反电势，并由空载反电势波形基波峰值计算电机永磁体磁链，确认电机没有被退磁，并以所述计算得到的永磁体磁链作为冷态永磁体磁链；

4）通过电流闭环矢量控制使被测永磁同步电机的dq轴电流i_d和i_q为恒定值并达到稳态，根据电机散热条件运行一段时间，所述时间应小于热保护在当前电流下允许的运行时间，记录此过程中电机经过死区和管压降补偿的反馈电压u_d和u_q；

5）封脉冲停止PWM但保持被测电机旋转，测量并记录电机线电压，获得电机空载反电势波形，由空载反电势波形基波峰值计算此时的永磁体磁链，用冷态永磁体磁链减去当前计算的永磁体磁链，得到由温升造成的永磁体磁链下降值，根据永磁体剩磁温度系数计算永磁体热态平均温度；

6）以永磁体热态平均温度计算电机热态电阻值；

7）根据稳态电压方程计算dq轴定子磁链，并在计算中补偿温度造成的永磁体磁链减小：

这里，

为d轴定子磁链，单位Wb，

为q轴定子磁链，单位Wb，

R为估算的电机当前相电阻值，即步骤6）得到的电机热态电阻值，单位Ω，

为电机的电转速，单位rad/s；

8）返回步骤3），确认电机没有退磁，修改i_d和i_q值，重复步骤4）-7），考虑到不同的dq轴电流电机的饱和程度不同，永磁体去磁情况也不同，根据电机过载能力将i_d和i_q的测试范围设为[-3.5，3.5]*I_rate，这里I_rate为额定电流，修改i_d和i_q值时步长设为0.35* I_rate以保证正负均有10个点；据此重复测试不同dq轴电流得到对应的d轴和q轴定子磁链，最终构成d轴定子磁链矩阵和q轴定子磁链矩阵 。

2.根据权利要求1所述的永磁同步电机定子磁链矩阵提取方法，其特征是步骤8）中，测试不同i_d和i_q值时，正值与负值的q轴电流产生的电机饱和程度相同，永磁体去磁情况相同，为了简化测试过程，q轴电流只测试正值部分。

3.根据权利要求1所述的永磁同步电机定子磁链矩阵提取方法，其特征是步骤2）中，设定转速的原则为：不能太高以致使铁损和永磁体损耗不能忽略，也不能太低以致使电压测量精度降低。