电机的转动惯量的测量方法及测量装置和电机控制系统的制作方法_2

文档序号:9263126阅读:来源:国知局
2和所 述第二直轴电流Isd2。
[0029] 为达到上述目的,本发明第三方面实施例提出了一种电机控制系统,包括所述的 电机的转动惯量的测量装置。
[0030] 根据本发明实施例提出的电机控制系统,能够在带载的情况下测量转动惯量,且 测量精度高,而且操作简单、实现容易。
[0031] 本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变 得明显,或通过本发明的实践了解到。
【附图说明】
[0032] 本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变 得明显和容易理解,其中 :
[0033] 图1为根据本发明实施例的电机的转动惯量的测量方法的流程图;
[0034] 图2为根据本发明一个实施例的电机的转动惯量的测量方法中直轴参考电流、交 轴参考电流和角速度的变化曲线示意图;
[0035] 图3为根据本发明一个实施例的电机的转动惯量的测量方法中相电流isa的示意 图;
[0036] 图4为根据本发明实施例的电机的转动惯量的测量方法的Clarke坐标变换示意 图;
[0037] 图5为根据本发明实施例的电机的转动惯量的测量方法的Park坐标变换示意 图;
[0038] 图6为根据本发明实施例的电机的转动惯量的测量装置的方框示意图;
[0039] 图7为根据本发明实施例的电机控制系统的方框示意图;以及
[0040] 图8为根据本发明一个具体实施例的电机控制系统的示意图。
[0041] 附图标记:
[0042] 获取模块1、采样模块2、控制模块3、电机的转动惯量的测量装置702、电机控制系 统701、电机10、电流采样模块20、第一坐标转换模块30、电流校正模块40、直轴电压模块 50、交轴电压模块60、第二坐标转换模块70、SVPWM驱动模块80、逆变器90和直流电源100。
【具体实施方式】
[0043] 下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终 相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附 图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能解释为对本发明的限制。
[0044] 下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简 化本发明的公开,下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然,它们仅仅为示例,并且 目的不在于限制本发明。此外,本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重 复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此 外,本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子,但是本领域普通技术人员可以意识到 其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。另外,以下描述的第一特征在第二特征之 "上"的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例,也可以包括另外的特征形 成在第一和第二特征之间的实施例,这样第一和第二特征可能不是直接接触。
[0045] 在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有规定和限定,术语"安装"、"相连"、 "连接"应做广义理解,例如,可以是机械连接或电连接,也可以是两个元件内部的连通,可 以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据 具体情况理解上述术语的具体含义。
[0046] 参照下面的描述和附图,将清楚本发明的实施例的这些和其他方面。在这些描述 和附图中,具体公开了本发明的实施例中的一些特定实施方式,来表示实施本发明的实施 例的原理的一些方式,但是应当理解,本发明的实施例的范围不受此限制。相反,本发明的 实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
[0047] 下面参照附图来描述根据本发明实施例提出的电机的转动惯量的测量方法、电机 的转动惯量的测量装置以及电机控制系统。
[0048] 图1为根据本发明实施例的电机的转动惯量的测量方法的流程图。如图1所示, 该电机的转动惯量的测量方法,包括以下步骤:
[0049] S1 :在第一预设时间段获取第一直轴参考电流和第一交轴参考电流,并控制电机 的转速以第一角加速度进行加速,其中,第一直轴参考电流的幅值和第一交轴参考电流的 幅值相等。
[0050] 也就是说,如图2所示,在第一预设时间段即&~t2时间段内,使直轴参考电流〇 等于第一直轴参考电流,交轴参考电流4等于第一交轴参考电流/^,并根据给定的电 流幅值相等的第一直轴参考电流/:n和第一交轴参考电流对电机进行矢量控制,其中, 总,并且,还控制电机转子的转速《按照第一角加速度Xl进行加速。
[0051] S2 :在第一预设时间段的第一米样点对电机的电流进行米样以获得第一米样电 流,并根据第一米样电流计算电机的第一电磁转矩。
[0052] 也就是说,在&~t2时间段的第一采样点A对电机的三相电流isa、isb、is。进行 采样。如图3所示,以相电流isa为例,可在A点对相电流isa进行采样,其中,相电流isa在 h~t2时间段的幅值Sisal。
[0053] S3 :在第二预设时间段获取第二直轴参考电流和第二交轴参考电流,并控制电机 的转速以第二角加速度进行加速,其中,第二直轴参考电流的幅值和第二交轴参考电流的 幅值相等。
[0054] 也就是说,如图2所示,在第二预设时间段即t2~t3时间段内,使直轴参考电流/; 等于第二直轴参考电流/1/2,交轴参考电流4等于第二交轴参考电流并根据给定的电 流幅值相等的第二直轴参考电流/1, 2和第二交轴参考电流t对电机进行矢量控制,其中, 并且,还控制电机转子的转速《按照第二角加速度X2进行加速。
[0055] 需要说明的是,第一角加速度Xi与第二角加速度X2不相等,即X2尹Xi,并且在电 机转子的角加速度由第一角加速度Xi变为第二角加速度&时,假设电机转子的角加速度能 够较快的跟踪上第二角加速度X2。
[0056] S4 :在第二预设时间段的第二采样点对电机的电流进行采样以获得第二采样电 流,并根据第二采样电流计算电机的第二电磁转矩。
[0057] 也就是说,在t2~t3时间段的第二采样点B对电机的三相电流isa、isb、is。进行 采样。如图3所示,以相电流isa为例,可在B点对相电流isa进行采样,其中,相电流isa在 t2~t3时间段的幅值为isa2。
[0058] 需要说明的是,第一采样点A与第二采样点B在时序上很接近,并假设在第一采样 点A和第二采样点B比较接近时,电机转子的转速相等、负载转矩也基本相同。
[0059] 进一步地,在本发明一个具体实施例中,第一电磁转矩和第二电磁转矩可根据以 下公式计算得到:
[0060]
[0061]其中,t为第一电磁转矩,Y2为第二电磁转矩,Lsq为两相旋转坐标系下的交轴电 感,Lsq为两相旋转坐标系下的直轴电感,Lsq和Lsd可以由厂家提供,Ke为电机的转子磁链, Isql为两相旋转坐标系下的第一交轴电流,Isq2为两相旋转坐标系下的第二交轴电流,Isdl为 两相旋转坐标系下的第一直轴电流,Isd2为两相旋转坐标系下的第二直轴电流,P为电机的 磁极对数。
[0062] 具体而言,在本发明实施例中,对第一采样电流进行Clarke坐标变换和Park坐标 变换以获得第一交轴电流Isql和第一直轴电流Isdl ;对第二采样电流进行Clarke坐标变换 和Park坐标变换以获得第二交轴电流Isq2和第二直轴电流Isd2。
[0063] 总的来说,对于电机的矢量控制而言,最重要的是坐标变换,坐标变换主要包括两 部分:
[0064] 一是,Clarke坐标变换,即从a-b-c三相静止坐标系变换到a- 0两相静止坐标 系,也可称为Clarke正变换。另外,还可从a两相静止坐标系变换到a-b-c三相静止 坐标系,即Clarke反变换。具体地,Clarke正变换C3s/2s和Clarke反变换C2s/3s的变换矩 阵分别为:
[0065]
[0066] 上述变换矩阵适用于电压、电流和磁链等矢量的Clarke正变换和Clarke反变换。
[0067] 如图4所示为Clarke坐标变换示意图,其中
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