一种永磁同步电机的转子磁链在线辨识方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电机驱动控制领域，尤其涉及一种永磁同步电机的转子磁链在线辨识 方法和系统。
【背景技术】
[0002] 对于电机而言一般采用的都是凸级永磁同步电机。转子磁链是反映电机性能好坏 的关键参数，在空调应用中，永磁同步电机是压缩机的主要组成部分，如果压缩机出现电流 过大而导致电机退磁那么将会对空调性能产生很大的影响。如果在退磁的情况下依然采用 原有的参数进行设置，那么空调器将会出现过流或启动不起来等问题。
[0003] 同时，电机的转子磁链参数在矢量控制中也扮演者非常重要的角色。例如：位置估 计、MTPA(最大转矩电流比控制）、电压补偿等重要环节中都与转子磁链密切相关。因此，能 够实现在线估计转子磁链至关重要。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种永磁同步电机的转 子磁链在线辨识方法和系统。
[0005] 本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种永磁同步电机的转子磁链在线辨 识方法，包括如下步骤：
[0006] Sl，分别获取前一次的转子磁链值和中间变量值；
[0007] S2,将Sl中获取的前一次的转子磁链值和中间变量值代入转子磁链计算公式，计 算出当前的转子磁链值。
[0008] 在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
[0009] 进一步，S2中，所述转子磁链计算公式为：
[0011] 其中，Ke(N)为当前的转子磁链值，Ke(N-I)为前一次的转子磁链值，P(N-I)为前一 次的中间变量值，ω (N)为当前测量的转子角速度值，Vq(N)为当前测量的q轴电压值，LdS 预设d轴电感值，1,和I q分别为预设d轴电流值和预设q轴电流值，R为预设电阻值；N为 第N次取值，且N为大于等于2的整数，当N = 2时，Ke (N-I) =Ke(I)，P(N-1) =P(I)，Ke(l) 和P(I)均为预定初始值，且
[0013] 其中，P(N)为当前的中间变量值。
[0014] 进一步，在执行Sl之前需满足所述永磁同步电机的电流超过额定电流的一半。
[0015] 进一步，当计算出的当前的转子磁链值低于额定电子磁链值为A%时，表示所述 永磁同步电机正常运行；当计算出的当前的转子磁链值低于额定电子磁链值为B%时，需 要对所述永磁同步电机进行降容处理；当计算出的当前转子磁链值低于额定电子磁链值为 C %时，所述永磁同步电机停机；
[0016] 其中，A%、B%和C%分别为预先设定的第一阈值、第二阈值和第三阈值，且A < B < Co
[0017] 进一步，执行Sl时，需满足所述永磁同步电机处于速度环和电流环都闭环的稳态 运行状态。
[0018] 本发明解决上述技术问题的另一种技术方案如下：一种永磁同步电机的转子磁链 在线辨识系统，包括参数获取模块和当前转子磁链计算模块；
[0019] 所述参数获取模块用于分别获取前一次的转子磁链值和中间变量值；
[0020] 所述当前转子磁链计算模块用于将所述参数获取模块中获取的前一次的转子磁 链值和中间变量值代入转子磁链计算公式，计算出当前的转子磁链值。
[0021 ] 在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
[0022] 进一步，所述转子磁链计算公式为：
[0024] 其中，KJN)为当前的转子磁链值，心(N-I)为前一次的转子磁链值，P(N-I)为前一 次的中间变量值，ω (N)为当前测量的转子角速度值，Vq(N)为当前测量的q轴电压值，LdS 预设d轴电感值，1,和I q分别为预设d轴电流值和预设q轴电流值，R为预设电阻值；N为 第N次取值，且N为大于等于2的整数，当N = 2时，Ke (N-I) =Ke(I)，P(N-1) =P(I)，Ke(l) 和P(I)均为预定初始值，且
[0026] 其中，P (N)为当前的中间变量值。
[0027] 进一步，在所述参数获取模块获取前一次的转子磁链值和前一次的中间变量值之 前需满足所述永磁同步电机的电流超过额定电流的一半。
[0028] 进一步，当所述当前转子磁链计算模块计算出的当前的转子磁链值低于额定电子 磁链值为A%时，表示所述永磁同步电机正常运行；当计算出的当前的转子磁链值低于额 定电子磁链值为B%时，需要对所述永磁同步电机进行降容处理；当计算出的当前转子磁 链值低于额定电子磁链值为C %时，所述永磁同步电机停机；
[0029] 其中，A%、和C%分别为预先设定的第一阈值、第二阈值和第三阈值，且A < B < Co
[0030] 进一步，所述参数获取模块执行其功能时，需满足所述永磁同步电机处于速度环 和电流环都闭环的稳态运行状态。
[0031] 本发明的有益效果是：本发明采用矢量控制下的经典的dq轴数学模型，在系统处 于稳态时，可以对动态方程进行化简，仅需要知道q轴上的数学模型，就可以采用递推最小 二乘法有效计算转子磁链，通过对转子磁链的估计，可以有效的得知转子永磁体的状态，有 效的预防因为电流过大导致的退磁现象，在空调应用中，可以预防空调器频繁停机的问题， 从而解决消费者相关的投诉问题。该方法实现简单，计算量小，不需要增加任何硬件成本， 能够大面积的工程实践推广，并适用于不同种类的永磁同步电机，比如嵌入式和表贴式等。
【附图说明】
[0032] 图1为本发明实施例一所述永磁同步电机的转子磁链在线辨识方法流程图；
[0033] 图2为本发明实施例二所述永磁同步电机的转子磁链在线辨识系统结构图；
[0034] 图3为本发明具体实施例中转子磁链曲线图。
【具体实施方式】
[0035] 以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并 非用于限定本发明的范围。
[0036] 图1为本发明实施例一所述永磁同步电机的转子磁链在线辨识方法流程图。
[0037] 如图1所示，一种永磁同步电机的转子磁链在线辨识方法，包括如下步骤：
[0038] Sl，分别获取前一次的转子磁链值和中间变量值。
[0039] S2,将Sl中获取的前一次的转子磁链值和中间变量值代入转子磁链计算公式，计 算出当前的转子磁链值。
[0040] 本发明的转子磁链计算公式是基于电机旋转方程得到。以转子磁场定向按照转子 同步转速旋转得到的电机矢量方程如式（1)所示：
[0042] 其中，^为d轴电压值，V q为q轴电压值，R ,为d轴等效电阻值，R q为q轴等效电 阻值，LdS d轴电感值，L q为q轴电感值，I ,为d轴电流值，I q为q轴电流值，p为微分系数， ω为转子角速度值，Kf3为转子磁链值。
[0043] 在永磁同步电机处于稳态时，此时微分系数ρ取值为0,式（1)可等效为式（2):
[0045] 在仅考虑q轴上的数学模型的情况下，可得到如下所述式（3):
[0046] Vq-?LdId-IqR= ωΚβ (3)
[0047] 式⑶即为永磁同步电机处于稳态时，同步旋转坐标系即dq坐标系下的电机等效 方程。
[0048] 本发明使用递推最小二乘法来计算转子磁链值。
[0049] 用 Y (N)表示式⑶中的 Y (N) = Vq (N) - ω (N) LdId-IqR, Φ (N)表示 Φ (N) = ω (N)， n (N)表示 n (N) = Ke(N)，则有 Y(N) = Φ (N) n (N)，其中，Y(N)、Φ (N)、n (N)分别代表输 出、变化矩阵和输入，N为第N次取值，且N为大于等于2的整数。
[0050] 根据递推最小二乘法得到实时输入，如下述式（4):
[0055] τ^ΛΓ)为当前的输入，;为前一次的输入，K和P分别为中间变量一和中间变 量二，K(N)为当前的中间变量一的值，P(N)为当前的中间变量二的值，Φτ(N)为Φ (N)的 转置，I为单位矩阵，P(N-