永磁同步电机电感参数检测方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本申请设及永磁同步电机技术领域，特别是设及一种永磁同步电机电感参数检测 方法及系统。
【背景技术】
[0002] 当今，为了能够更好地控制永磁同步电机（W下简称电机），需要在对其进行控制 之前，检测并确定电机的电感参数，其中，电感参数包括直轴（d轴）电感参数和交轴（q轴） 电感参数。
[0003] 在现有技术中，常用W下两种方法检测电感参数；第一种是直流衰减法，利用电枢 绕组中达到稳定直流电流而失去激励电压经电阻衰减到零的过渡过程来确定电感参数；第 二种是在绕组上注入交流电压的交流电压注入法。然而，在第一种方法中，由于磁饱和性的 影响，电机的饱和程度是不断变化的，易造成得到的饱和参数准确度低，进而导致依据该饱 和参数计算得到的电感参数准确度低；在第二种方法中，同样存在磁饱和性影响，如需消除 磁饱和性影响，得进行多次测量，工作量大，效率低。
[0004] 申请内容
[0005] 有鉴于此，本申请提供了一种永磁同步电机电感参数检测方法及系统，W解决现 有技术中直流衰减法未考虑磁饱和性影响，导致电感参数准确度低；交流电压注入法需要 进行多次测量才能消除磁饱和性影响，工作效率低的技术问题。
[0006] 为解决上述技术问题，本申请提供一种永磁同步电机电感参数检测方法，包括：
[0007] 确定电机转子位置角度目t=0或0r=-3T/2;
[000引向电机绕组注入高频电压脉冲，控制定子电流的A相电流的幅值为预设额定幅 值，W使电机处于磁饱和状态；
[0009] 等时间间隔At采样所述A相电流，得到N组a相电流数据i"[i]，其中，i= 0, 1，2,…，N-1 ;
[0010] 利用所述N组a相电流数据，拟合得到a相电流曲线i。（t);
[0011] 利用所述a相电流曲线i。（t)，计算得到与所述a相电流曲线i。（t)对应的电 感曲线，W确定电感参数；
[001引其中，当0,= 0时，计算得到d轴电感参数；当0t=-3i/2时，计算得到q轴电 感参数。
[0013] 上述方法中，优选的，确定电机转子位置角度0,为0或-31/2,包括：
[0014] 设置a轴电流为第一额定电流luted,设置0轴电流为0,W使0t= 0 ;或者，
[0015] 设置a轴电流为0,设置P轴电流为第二额定电流-lutsd，W使-n/2。
[0016] 上述方法中，优选的，利用逆变器电流采样电路采样所述A相电流。
[0017] 上述方法中，优选的，采用最小二乘法的多项式拟合方法拟合得到所述a相电流 曲线i。（t)。
[0018] 上述方法中，优选的，采用最小二乘法的3次多项式拟合方法拟合得到所述a相 电流曲线i。（t)。
[0019] 本申请还提供了一种永磁同步电机电感参数检测系统，包括：
[0020] 电机转子位置确定单元，用于确定电机转子位置角度0,= 〇或0t=-3T/2;
[0021] 电流幅值控制单元，用于向电机绕组注入高频电压脉冲，控制定子电流的A相电 流的幅值为预设额定幅值，W使电机处于磁饱和状态；
[002引采样单元，用于等时间间隔At采样所述A相电流，得到N组a相电流数据1。山， 其中，i=0，1，2,…，N-1 ;
[0023] 拟合单元，用于利用所述N组a相电流数据，拟合得到a相电流曲线i。（t);
[0024] 电感参数确定单元，用于利用所述a相电流曲线i。（t)，计算得到与所述a相电 流曲线i。（t)对应的电感曲线，W确定电感参数；
[002引其中，当0,= 0时，计算得到d轴电感参数；当0t=-3i/2时，计算得到q轴电 感参数。
[0026] 上述系统中，优选的，所述电机转子位置确定单元包括：
[0027] 第一转子位置确定子单元，用于设置a轴电流为第一额定电流设置0轴电 流为0,W使9t= 0 ;或者，
[002引第二转子位置确定子单元，用于设置a轴电流为0,设置P轴电流为第二额定电 流-Irated，W使日，=-^/2。
[0029] W上本申请提供的永磁同步电机电感参数检测方法及系统中，针对0t= 0和0t =-31 /2两种情况，分别通过向电机绕组注入高频电压脉冲，使电机处于磁饱和状态，在该 样的状态下，针对定子电流的A相电流，经过采样、拟合得到a相电流曲线i"(t)，进而得 至IJ与i。（t)对应的电感曲线，W此实现了一次性将d轴或q轴电流曲线W及相对应得d轴 或q轴电感曲线检测出来。相比于直流衰减法而言，考虑了电机磁饱和的影响，提高了电感 参数准确度，相比于交流电压注入法而言，减少了检测次数，提高了工作效率。
【附图说明】
[0030] 为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可W根据 提供的附图获得其他的附图。
[0031] 图1为本申请一种永磁同步电机电感参数检测方法实施例1的零状态响应图；
[0032] 图2为本申请一种永磁同步电机电感参数检测方法实施例1的流程图；
[0033] 图3为本申请一种永磁同步电机电感参数检测方法实施例1的A相电压坐标示意 图；
[0034] 图4为本申请一种永磁同步电机电感参数检测方法实施例1的B相电压坐标示意 图；
[0035] 图5为本申请一种永磁同步电机电感参数检测方法实施例1的C相电压坐标示意 图；
[0036] 图6为本申请一种永磁同步电机电感参数检测系统实施例1的结构框图示意图。
【具体实施方式】
[0037] 下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本申请保护的范围。
[003引本申请的核屯、是提供一种永磁同步电机电感参数检测方法及系统，W解决现有技 术中直流衰减法未考虑磁饱和性影响，导致电感参数准确度低；交流电压注入法需要进行 多次测量才能消除磁饱和性影响，工作效率低的技术问题。
[0039] 为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和【具体实施方式】 对本申请作进一步的详细说明。
[0040] 首先，介绍一下永磁同步电机数学模型：
[0041] 永磁同步电机在两相静止坐标系下的电压方程可写为：
【主权项】
1. 一种永磁同步电机电感参数检测方法，其特征在于，包括： 确定电机转子位置角度吣=〇或0 /2 ; 向电机绕组注入高频电压脉冲，控制定子电流的A相电流的幅值为预设额定幅值，以 使电机处于磁饱和状态； 等时间间隔A t采样所述A相电流，得到N组a相电流数据ia [i]，其中，i = 〇, 1，2,…,N-I； 利用所述N组a相电流数据，拟合得到a相电流曲线ia(t); 利用所述a相电流曲线ia (t)，计算得到与所述a相电流曲线ia (t)对应的电感曲 线，以确定电感参数； 其中，当9J=O时，计算得到d轴电感参数；当0 -JT/2时，计算得到q轴电感参 数。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定电机转子位置角度0 ^30或-JI/2， 包括： 设置a轴电流为第一额定电流Iratejd，设置0轴电流为〇,以使0 〇 ;或者， 设置a轴电流为〇,设置0轴电流为第二额定电流-Irated，以使
3. 如权利要求2所述的方法，其特征在于，利用逆变器电流采样电路采样所述A相电 流。
4. 如权利要求1至3任意一项所述的方法，其特征在于，采用最小二乘法的多项式拟合 方法拟合得到所述a相电流曲线ia (t)。
5. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，采用最小二乘法的3次多项式拟合方法拟合 得到所述a相电流曲线ia(t)。
6. -种永磁同步电机电感参数检测系统，其特征在于，包括： 电机转子位置确定单元，用于确定电机转子位置角度吣=〇或0 ^=-^1/2; 电流幅值控制单元，用于向电机绕组注入高频电压脉冲，控制定子电流的A相电流的 幅值为预设额定幅值，以使电机处于磁饱和状态； 采样单元，用于等时间间隔At采样所述A相电流，得到N组a相电流数据ia[i]，其 中，i = 0, 1，2, ...，N-1 ; 拟合单元，用于利用所述N组a相电流数据，拟合得到a相电流曲线ia(t); 电感参数确定单元，用于利用所述a相电流曲线ia(t)，计算得到与所述a相电流曲 线ia⑴对应的电感曲线，以确定电感参数； 其中，当Q1=O时，计算得到d轴电感参数；当0 -JT/2时，计算得到q轴电感参 数。
7. 如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述电机转子位置确定单元包括： 第一转子位置确定子单元，用于设置a轴电流为第一额定电流Iratral,设置0轴电流为 0,以使9 !?= 〇 ;或者， 第二转子位置确定子单元，用于设置a轴电流为0,设置0轴电流为第二额定电 流_IMted，以使吣=1/2。
【专利摘要】本申请涉及永磁同步电机技术领域，特别是涉及一种永磁同步电机电感参数检测方法及系统。该方法包括：确定电机转子位置角度；向电机绕组注入高频电压脉冲，控制定子电流的A相电流的幅值为预设额定幅值，以使电机处于磁饱和状态；等时间间隔采样所述A相电流，得到N组α相电流数据；利用所述N组α相电流数据，拟合得到α相电流曲线；利用所述α相电流曲线，计算得到与所述α相电流曲线对应的电感曲线，以确定电感参数。以上技术方案实现了一次性将d轴或q轴电流曲线以及相对应得d轴或q轴电感曲线检测出来。相比于直流衰减法而言，考虑了电机磁饱和的影响，提高了电感参数准确度，相比于交流电压注入法而言，减少了检测次数，提高了工作效率。
【IPC分类】H02P21-14
【公开号】CN104753431
【申请号】CN201510196926
【发明人】冯江华, 许峻峰, 肖磊, 文宇良, 张朝阳, 刘雄
【申请人】南车株洲电力机车研究所有限公司
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年4月23日