[发明专利]一种永磁同步电机基本电器参数的离线辨识方法

摘要

一种永磁同步电机基本电器参数的离线辨识方法，包括以下步骤：1）直流伏安法测电机的定子电阻；2）电压阶跃法测电机的d轴电感：（i）记录d轴电流达到稳态电流值时的电压矢量的幅值；（ii）计算出d轴电流上升到0.632倍稳态电流所用的时间；（iii）计算出d轴电感；3）模型参考自适应法辨识q轴电感；4）转子磁链辨识：将电机d轴空载运行到额定转速，记录下电机速度稳定后的输出电压与电机的额定转速，得到转子磁链。本发明的有益效果：通过直流伏安法计算出电机的定子电阻、电压阶跃法来辨识出d轴电感等参数，使电机电压方程中只含有一个未知量q轴电感，最后建立一个只含1个未知量的电流观测模型，辨识出q轴电感，提高辨识准确度。

主权项

1.一种永磁同步电机基本电器参数的离线辨识方法，其特征在于：包括以下步骤：1）直流伏安法测电机的定子电阻R_s通过逆变器向电机的任意两相发出一个直流电压，同时记录电机的定子相电流，缓慢增加直流电压的幅值，直到电机的定子相电流达到电机额定电流I_s，此时直流电压的幅值为U_s，根据公式采样并计算出电机的定子电阻R_s；2）电压阶跃法测电机的d轴电感L_d（i）通过逆变器给电机d轴发一个合适幅值的电压矢量，q轴电压U_q给定为0，转子位置角Θ给定为0，电机的d轴产生一个阶跃的弱磁电流，通过PI调节器调节d轴电压矢量的幅值，直至d轴电流达到稳态电流值，记录此时电压矢量的幅值U_d，并根据步骤1）得到的电机的定子电阻R_s计算d轴稳态电流的大小；（ii）将步骤（i）中的电压矢量幅值U_d阶跃给定到电机的SVPWM模块上，并计算出d轴电流上升到0.632倍稳态电流所用的时间t_0.632；（iii）根据步骤（ii）获取的t_0.632，通过公式L_d=t_0.632*R_s计算出d轴电感L_d；3）模型参考自适应法辨识q轴电感L_q模型参考自适应的模型通过q轴电压方程得来，q轴电压方程如下：U_q=L_qpi_q+w_rL_di_d+R_si_q+w_rΦ                   （1）根据式（1）得到q轴电流观测模型为：piq=UqLq-wrLdidLq-RsiqLq-wrΦLq---(2)]]>其中，U_q为电机输出电压U_s在q轴上的分量，L_q、L_d为对应q、d轴电感，i_q、i_d为定子电流在q、d轴上的分量，p为微分项，w_r为电机的额定转速，Φ为电机的转子磁链，R_s为定子电阻；在电机的额定转速w_r已知的情况下，由于q轴电流观测模型中含有将要辨识的所有电机参数，因此将通过q轴电流观测模型计算出来的q轴估测电流i_q与实际采样到的电流经坐标变换得到的q轴实际电流i′_q之间的差值记为q轴电流观测误差，选取q轴电流观测误差来调整参数，q轴电流观测误差经PI调节器调节得到估算出来的电感值L_q，以q轴电感L_q的倒数为调节对象，在自适应规律处添加一个电感初值，通过引入q轴电流观测误差负反馈，使q轴电流观测模型具有负的特征根，保证初始误差的收敛，最后识别出q轴电感L_q；4）转子磁链Φ辨识将电机以i_d=0的控制方式空载运行到额定转速，记录下电机速度稳定后的输出电压U_s与电机的额定转速w_r，输出电压U_s即为给定的电压矢量，通过公式|U_s|=|U_q|=|w_rΦ|，得到转子磁链Φ。