[发明专利]电机相电流采样延迟时间的辨识方法

摘要

本发明公开了一种电机相电流采样延迟时间的辨识方法，本方法根据永磁同步电机模型，在电机控制端注入高频电压信号，得到高频电压方程并简化，选择在d轴注入高频电压信号，得到高频电流信号表达式，综合考虑电机相电流信号采样过程的延迟时间修正高频电流信号表达式，经相位延迟锁相环处理得到电机相电流采样回路延迟时间。本方法准确辨识电机相电流采样延迟时间，从而为IPMSM控制过程中的信号处理补偿、输出补偿等提供依据，提高新能源汽车永磁同步电机的控制精度、效率及稳定性。

主权项

1.一种电机相电流采样延迟时间的辨识方法，其特征在于本方法包括如下步骤：步骤一、在电机转子磁场定向下，以dq坐标系表示的永磁同步电机模型为：式中：u_d、u_q为定子电压直轴和交轴分量、i_d、i_q为定子电流直轴和交轴分量、L_d、L_q为直轴和交轴电感、R_s为定子电阻、p_n为电机极对数、ω_m为转子机械角速度、ψ_f为转子永磁体产生的磁链；步骤二、在电机控制端注入一个高频电压信号，并且当注入的电压信号频率相对于电机基波频率足够高时，电机模型等价成R‑L模型，得到高频电压方程为：式中：u_dh、u_qh为直轴和交轴高频电压分量、i_dh、i_qh为直轴和交轴高频电流分量、L_dh、L_qh为直轴和交轴高频电感、R_sh为定子高频电阻、p为微分算子，p＝d/dt；步骤三、通常高频电阻R_sh压降很小，相对于高频电感，其压降可以忽略不计，将式(2)简化为式(3)，步骤四、选择在d轴注入高频电压信号，其表达式为式中：u_dhf为注入高频电压的幅值、ω_h为注入高频电压的角频率、t为时间；步骤五、根据式(3)和式(4)，得到高频电流信号表达式(5)，式(5)成立的前提条件是电机相电流信号采样过程无时间延迟；步骤六、综合考虑电机相电流信号采样过程的延迟时间，将式(5)修改为式(6)，式中：Δθ为电机相电流信号采样过程的相电流采样延迟相位角度；同时考虑输出电压到电流的作用时间被延迟了1.5个控制周期，因此将式(6)修改为式(7)，式中：φ_delay＝Δθ+1.5Tω_h、T为控制周期、步骤七、使用锁相环估算相位延迟角式中：ε_φ是i_dh与锁相环中人为产生的同频cos信号的乘积；为使用锁相环估计得到的相位延时角，由式(8)得到，ε_φ是一个2次频率项和一个直流项构成，通过低通滤波器将2次频率项滤除后得到使用PI控制器控制为0时，表示即估计的和真实的φ_delay相等，而φ_delay＝Δθ+1.5Tω_h，从而得到式(9)，式中：Δt为电机相电流采样回路延迟时间。