[发明专利]永磁同步电机定子磁链矩阵提取方法及其应用

摘要

永磁同步电机定子磁链矩阵提取方法，考虑磁饱和影响和dq耦合影响，还考虑在测试过程中电机电阻和永磁体的温升对测试结果带来的影响，对永磁同步电机定子磁链矩阵进行测量。本发明测得的永磁同步电机定子磁链矩阵既考虑了磁饱和影响，又考虑了dq耦合影响，另外，本发明的测试方法还考虑了测试过程中电机绕组和永磁体温升的影响，并通过封脉冲测电机空载反电势的方法对测试结果进行了补偿，提高了测试结果的准确性和一致性。

主权项

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 。