一种永磁同步电机参数检测装置和方法与流程

本发明涉及参数检测领域，尤其涉及一种永磁同步电机参数检测装置和方法。

背景技术：

目前，压缩机等机器一般采用全封闭式，电机完全封闭在机壳内，一旦装配完成，电机的参数就很难获得了，电阻只能通过电阻测试仪进行测试，而电感则无法检测。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供了一种永磁同步电机参数检测装置和方法，以解决现有技术中已经装配完成的电机难以进行参数检测的技术问题。

本发明一方面提供了一种永磁同步电机参数检测装置，包括：控制器、检测单元、逆变器和接线端子，所述逆变器与所述接线端子连接；所述接线端子在检测永磁同步电机的参数时连接永磁同步电机的电机线缆；所述控制器包括激励单元和处理单元：所述激励单元，与所述逆变器连接，用于利用所述逆变器在永磁同步电机的交轴和直轴上分别施加交轴激励电压和直轴激励电压；所述检测单元，与所述接线端子连接，用于通过所述接线端子检测电机线缆上的电流，并将检测到的电流反馈给处理单元；所述处理单元，用于根据所述交轴激励电压、所述直轴激励电压和所述检测单元检测到的电机线缆上的电流，计算所述永磁同步电机的参数。

可选地，所述激励单元进一步用于：对所述的交轴激励电压和直轴激励电压进行坐标变换，以转换成三相电压；对转换成的三相电压进行电压矢量调制转换成占空比施加给所述逆变器，并通过所述逆变器施加到电机绕组上，其中，所述逆变器通过所述接线端子与电机线缆连接，通过电机线缆将所述三相电压施加到电机绕组上。

可选地，所述激励单元进一步用于：在所述电机的直轴施加从零开始逐渐增大的第一直轴激励电压ud0、交轴施加第一交轴激励电压uq1；其中，所述第一交轴激励电压uq1＝0；所述检测单元进一步用于：当激励单元在所述电机的直轴施加第一直轴激励电压ud0、交轴施加第一交轴激励电压uq1时，实时检测电机线缆上的第一电流；当所述检测单元检测到所述电机线缆上的第一电流中的a相电流达到预定电流值时，直轴施加的第一直轴激励电压为ud1；所述激励单元在所述电机的直轴施加第二直轴激励电压ud2、交轴施加第二交轴激励电压uq2，所述检测单元进一步用于：当激励单元在所述电机的直轴施加第二直轴激励电压ud2、交轴施加第二交轴激励电压uq2时，检测电机线缆上的第二电流；其中，所述第二直轴激励电压ud2＝ud1，所述第二交轴激励电压uq2＝0。

可选地，所述处理单元进一步用于：对所述检测单元检测到的电机线缆上的第二电流进行坐标变换，以得到第二直轴电流id2；根据所述第二直轴激励电压ud2和第二直轴电流id2，利用如下公式计算定子电阻r：

r＝ud2/id2。

可选地，所述激励单元进一步用于：在所述电机的直轴施加第三直轴激励电压ud3、交轴施加第三交轴激励电压uq3，其中，所述第三直轴激励电压ud3中包含幅值为ui1、角频率为ω1的第一交流信号，所述第三交轴激励电压uq3＝0；所述检测单元进一步用于：当激励单元在所述电机的直轴施加第三直轴激励电压ud3、交轴施加第三交轴激励电压uq3时，检测电机线缆上的第三电流。

可选地，所述处理单元进一步用于：对检测单元检测到的电机线缆上的第三电流进行坐标变换，以得到第三直轴电流id3；利用快速傅立叶变换计算所述第三直轴电流id3的交流分量id3交流，并计算所述交流分量id3交流的有效值id3交流′；根据所述第一交流信号的幅值ui1的有效值ui1′和角频率ω1以及计算得到的第三直轴电流id3的交流分量id3交流的有效值id3交流′，利用如下公式计算直轴电感ld：

ld＝ui1′/ω1id3交流′。

可选地，所述激励单元进一步用于：在所述电机的直轴施加第四直轴激励电压ud4、交轴施加第四交轴激励电压uq4；其中，所述第四交轴激励电压ud4中包含幅值为ui2、角频率为ω2的第二交流信号；所述检测单元进一步用于：当激励单元在所述电机的直轴施加第四直轴激励电压ud4、交轴施加第四交轴激励电压uq4时，检测电机线缆上的第四电流。

可选地，所述处理单元进一步用于：对检测到的电机线缆上的第四电流进行坐标变换，以得到第四交轴电流iq4；利用快速傅立叶变换计算所述第四交轴电流iq4的交流分量iq4交流，并计算所述交流分量iq4交流的有效值iq4交流′；根据所述第二交流信号的幅值ui2的有效值ui2′和角频率ω2以及计算得到的第四交轴电流iq4的交流分量iq4交流的有效值iq4交流′，利用如下公式计算交轴电感lq：

lq＝ui2′/ω2iq4交流′。

可选地，所述预定电流值为所述永磁同步电机的铭牌上标示的额定电流值的1/2。

可选地，所述装置还包括：供电单元，用于为所述装置供电。

可选地，所述装置还包括：显示屏，与所述控制器连接，用于显示检测得到的参数。

可选地，所述装置还包括：至少一个按键，与所述控制器连接，用于选择在所述显示屏中显示的参数。

本发明另一方面提供了一种永磁同步电机参数检测方法，包括：利用逆变器在永磁同步电机的交轴和直轴上分别施加交轴激励电压和直轴激励电压，并检测电机线缆上的电流；根据所述交轴激励电压、所述直轴激励电压和检测到的电机线缆上的电流，计算所述永磁同步电机的参数。

可选地，利用逆变器在永磁同步电机的交轴和直轴上分别施加交轴激励电压和直轴激励电压，包括：对所述的交轴激励电压和直轴激励电压进行坐标变换，以转换成三相电压；对转换成的三相电压进行电压矢量调制转换成占空比施加给所述逆变器，并通过所述逆变器施加到电机绕组上。

可选地，利用逆变器在永磁同步电机的交轴和直轴上分别施加交轴激励电压和直轴激励电压，并检测电机线缆上的电流，包括：在所述电机的直轴施加从零开始逐渐增大的第一直轴激励电压ud0、交轴施加第一交轴激励电压uq1，并实时检测电机线缆上的第一电流；其中，所述第一交轴激励电压uq1＝0；当检测到所述电机线缆上的第一电流中的a相电流达到预定电流值时，在直轴施加的第一直轴激励电压为ud1；在所述电机的直轴施加第二直轴激励电压ud2、交轴施加第二交轴激励电压uq2，并检测电机线缆上的第二电流；其中，所述第二直轴激励电压ud2＝ud1，所述第二交轴激励电压uq2＝0。

可选地，根据所述交轴激励电压、所述直轴激励电压和检测到的电机线缆上的电流，计算所述永磁同步电机的参数，包括：对检测到的电机线缆上的第二电流进行坐标变换，以得到第二直轴电流id2；根据所述第二直轴激励电压ud2和第二直轴电流id2，利用如下公式计算定子电阻r：

r＝ud2/id2。

可选地，利用逆变器在永磁同步电机的交轴和直轴上分别施加交轴激励电压和直轴激励电压，并检测电机线缆上的电流，包括：在所述电机的直轴施加第三直轴激励电压ud3、交轴施加第三交轴激励电压uq3，并检测电机线缆上的第三电流，其中，所述第三直轴激励电压ud3中包含幅值为ui1、角频率为ω1的第一交流信号，所述第三交轴激励电压uq3＝0。

可选地，根据所述交轴激励电压、所述直轴激励电压和检测到的电机线缆上的电流，计算所述永磁同步电机的参数，包括：对检测到的电机线缆上的第三电流进行坐标变换，以得到第三直轴电流id3；利用快速傅立叶变换计算所述第三直轴电流id3的交流分量id3交流，并计算所述交流分量id3交流的有效值id3交流′；根据所述第一交流信号的幅值ui1的有效值ui1′和角频率ω1以及计算得到的第三直轴电流id3的交流分量id3交流的有效值id3交流′，利用如下公式计算直轴电感ld：

ld＝ui1′/ω1id3交流′。

可选地，利用逆变器在永磁同步电机的交轴和直轴上分别施加交轴激励电压和直轴激励电压，并检测电机线缆上的电流，包括：在所述电机的直轴施加第四直轴激励电压ud4、交轴施加第四交轴激励电压uq4，并检测电机线缆上的第四电流；其中，所述第四交轴激励电压ud4中包含幅值为ui2、角频率为ω2的第二交流信号。

可选地，根据所述交轴激励电压、所述直轴激励电压和检测到的电机线缆上的电流，计算所述永磁同步电机的参数，包括：对检测到的电机线缆上的第四电流进行坐标变换，以得到第四交轴电流iq4；利用快速傅立叶变换计算所述第四交轴电流iq4的交流分量iq4交流，并计算所述交流分量iq4交流的有效值iq4交流′；根据所述第二交流信号的幅值ui2的有效值ui2′和角频率ω2以及计算得到的第四交轴电流iq4的交流分量iq4交流的有效值iq4交流′，利用如下公式计算交轴电感lq：

lq＝ui2′/ω2iq4交流′。

可选地，所述预定电流值为所述永磁同步电机的铭牌上标示的额定电流值的1/2。

根据本发明的技术方案，通过向电机交直轴施加激励电压并检测电机线缆上的电流，以根据激励电压和测得的电机计算获得电机参数，并且本发明能够通过连接电机线缆对已经装配好的电机进行参数检测，从而能够筛选是否存在电机不匹配或者电机装箱时装错的问题，同时为系统调试提供所需要的电机的有效参数。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明提供的永磁同步电机参数检测装置的一实施例的结构示意图；

图2示出了根据本发明实施例的在永磁同步电机交轴和直轴上分别施加激励电压的过程示意图；

图3示出了根据本发明实施例在施加交轴激励电压和直轴激励电压过程中，电机线缆上三相电流的变化；

图4是本发明提供的永磁同步电机参数检测装置的一具体实施例的装置外部结构示意图；

图5是本发明提供的永磁同步电机参数检测方法的一实施例的方法流程图；

图6是本发明实施例的根据所述交轴激励电压、所述直轴激励电压和检测到的电机线缆上的电流，计算所述永磁同步电机的参数的步骤一具体实施方式的流程图；

图7是本发明实施例的根据所述交轴激励电压、所述直轴激励电压和检测到的电机线缆上的电流，计算所述永磁同步电机的参数步骤另一具体实施方式的流程图；

图8是本发明实施例的根据所述交轴激励电压、所述直轴激励电压和检测到的电机线缆上的电流，计算所述永磁同步电机的参数步骤又一具体实施方式的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

图1是本发明提供的永磁同步电机参数检测装置的一实施例的结构示意图。

如图1所示，永磁同步电机参数检测装置1包括控制器10、检测单元20、逆变器30和接线端子40，所述逆变器30与所述接线端子40连接；所述接线端子40在检测永磁同步电机的参数时连接永磁同步电机的电机线缆；所述控制器10包括激励单元11和处理单元12，所述激励单元11与所述逆变器30连接，用于利用所述逆变器30在永磁同步电机的交轴和直轴上分别施加交轴激励电压和直轴激励电压。所述控制器具体可以为单片机。所述检测单元20与所述接线端子40连接，用于通过所述接线端子连接电机线缆以检测电机线缆上的电流，并将检测到的电流反馈给处理单元12。所述检测单元20具体可以为电流传感器或电流采样电路。所述处理单元12用于根据所述交轴激励电压、所述直轴激励电压和所述检测单元20检测到的电机线缆上的电流，计算永磁同步电机的参数。

所述激励单元11进一步用于：对所述的交轴激励电压和直轴激励电压进行坐标变换，以转换成三相电压；对转换成的三相电压进行电压矢量调制转换成占空比施加给所述逆变器，并通过所述逆变器施加到电机绕组上。

由于永磁同步电机的交轴和直轴为虚拟坐标轴，因此激励单元11先对给定的交轴激励电压和直轴激励电压进行坐标变换和电压矢量调制，通过逆变器施加到电机绕组上，其中，所述逆变器通过所述接线端子与电机线缆连接，通过电机线缆将所述三相电压施加到电机绕组上。具体地，先对所述交轴激励电压和直轴激励电压进行坐标变换，以转换成三相电压，再对转换成的三相电压进行电压矢量调制转换成占空比施加给所述逆变器，从而进行电压放大，使所述逆变器输出三相电压并施加到电机绕组上。其中，先对所述交轴激励电压和直轴激励电压进行ipark变换将两相旋转坐标系下的交轴电压、直轴电压变换成两相静止坐标系下的两相电压，再进行iclark变换将两相静止坐标系下的两相电压转换成三相静止坐标系下的三相电压，对转换成的三相电压进行电压矢量调制(svpwm)转换成所需的占空比以施加给所述逆变器。

在一个具体实施方式中，激励单元11在所述电机的直轴施加从零开始逐渐增大的第一直轴激励电压ud0、交轴施加第一交轴激励电压uq1；当激励单元11在所述电机的直轴施加从零开始逐渐增大的第一直轴激励电压ud0、交轴施加第一交轴激励电压uq1时，检测单元20实时检测电机线缆上的第一电流。

当检测单元20检测到电机线缆上的第一电流中的a相电流达到预定电流值时，在所述电机的直轴施加的第一直轴激励电压为ud1，此时，激励单元11在所述电机的直轴施加第二直轴激励电压ud2、交轴施加第二交轴激励电压uq2；当激励单元11在所述电机的直轴施加第二直轴激励电压ud2、交轴施加第二交轴激励电压uq2时，检测单元20检测电机线缆上的第二电流。

其中，所述第一交轴激励电压uq1＝0；由于施加到电机绕组上的电压为三相电压，因此检测到的第一电流也为三相电流ia1、ib1、ic1，当检测单元20检测到所述电机线缆上的a相电流ia1达到预定电流值时，激励单元11在直轴施加的第一直轴激励电压为ud1，记录下此时在直轴施加的第一激励电压ud1的值,以作为第二直轴激励电压。所述预定电流值优选地设置为所述永磁同步电机的铭牌上标示的额定电流值的1/2。

当激励单元11在所述电机的直轴施加第二直轴激励电压ud2、交轴施加第二交轴激励电压uq2时，检测单元20检测电机线缆上的第二电流。所述第二交轴激励电压uq2＝0；所述第二直轴激励电压ud2＝ud1，即，将电机线缆上的电流接近额定电流值的1/2时的第一直轴激励电压ud1作为第二直轴激励电压，此时检测得到的电流为第二电流，且为三相电流ia2、ib2、ic2。激励单元11在所述电机的直轴施加第二直轴激励电压ud2、交轴施加第二交轴激励电压uq2的过程可以持续第一预定时长，即，检测单元20可以在第一预定时长内检测电机线缆上的第二电流，以得到多组三相电流。

由于通过逆变器施加在电机绕组上的电压为三相静止坐标系下的电压，因此，检测单元20检测得到的电机线缆上的电流也是三相静止坐标系下的电流。处理单元12将三相静止坐标系下的三相电流转换为两相旋转坐标下的交轴电流、直轴电流，以便根据施加在所述永磁同步电机交轴、直轴上的交轴激励电压、直轴激励电压和所述交轴电流、直轴电流，计算所述永磁同步电机的参数。具体而言，可先通过clark变换从三相静止坐标系转换为两相静止坐标系，再通过park变换从两相静止坐标系转换为两相旋转坐标系，从而得到交轴电流、直轴电流。

在本实施方式中，处理单元12对所述检测单元20检测到的电机线缆上的第二电流进行坐标变换，以得到第二直轴电流id2；根据所述第二直轴激励电压ud2和第二直轴电流id2，利用如下公式计算定子电阻r：

r＝ud2/id2(1)。

其中，对第二电流ia2、ib2、ic2进行clark坐标变换和park坐标变换，可得到第二交轴电流iq1和第二直轴电流id2，根据第二直轴激励电压ud2和第二直轴电流id2，利用公式(1)可计算电机得定子电阻r。

在另一个具体实施方式中，激励单元11在所述电机的直轴施加第三直轴激励电压ud3、交轴施加第三交轴激励电压uq3，并检测电机线缆上的第三电流。当激励单元11在所述电机的直轴施加第三直轴激励电压ud3、交轴施加第三交轴激励电压uq3时，所述检测单元20检测电机线缆上的第三电流。

其中，所述第三直轴激励电压ud3中包含幅值为ui1、角频率为ω1的第一交流信号，所述第三交轴激励电压uq3＝0。此时检测单元20检测得到的电流为第三电流ia3、ib3、ic3，第三直轴激励电压中由于叠加了第一交流信号，因此检测到的第三电流ia3、ib3、ic3中也含有交流成分。激励单元11在所述电机的直轴施加第三直轴激励电压ud3、交轴施加第三交轴激励电压uq3的过程可以持续第二预定时长，即，检测单元20可以在第二预定时长内检测电机线缆上的电流，以得到多组三相电流。

处理单元12对检测单元20检测到的电机线缆上的第三电流进行坐标变换，以得到第三直轴电流id3；利用快速傅立叶变换计算所述第三直轴电流id3的交流分量id3交流，并计算所述交流分量id3交流的有效值id3交流′；根据所述第一交流信号的幅值ui1的有效值ui1′和角频率ω1以及计算得到的第三直轴电流id3的交流分量id3交流的有效值id3交流′，利用如下公式计算直轴电感ld：

ld＝ui1′/ω1id3交流′(2)。

其中，处理单元12对第三电流ia3、ib3、ic3进行进行clark坐标变换和park坐标变换，可以得到第三交轴电流iq3和第三直轴电流id3。由于检测到的电机线缆上的三相电流中也含有交流成分，因此，坐标变换得到的直轴电流也含有交流成分，利用快速傅立叶变换计算直轴电流id3的交流分量id3交流，并计算所述交流分量id3交流的有效值id3交流′，再根据所述第一交流信号的幅值ui1的有效值ui1′和角频率ω1以及计算得到的第三直轴电流id3的交流分量id3交流的有效值id3交流′，利用公式(2)计算直轴电感ld。

在又一个具体实施方式中，激励单元11在所述电机的直轴施加第四直轴激励电压ud4、交轴施加第四交轴激励电压uq4。当激励单元11在所述电机的直轴施加第四直轴激励电压ud4、交轴施加第四交轴激励电压uq4时，所述检测单元20检测电机线缆上的第四电流。

其中，所述第四交轴激励电压ud4中包含幅值为ui2、角频率为ω2的第二交流信号。此时检测得到的电流为第四电流ia4、ib4、ic4，第四交轴激励电压中由于叠加第二交流信号增加了交流成分，因此检测到的电机线缆上的三相电流ia4、ib4、ic4中也含有交流成分。激励单元11在所述电机的直轴施加第四直轴激励电压ud4、交轴施加第四交轴激励电压uq4的过程可以持续第三预定时长，即，检测单元20可以在第三预定时长内检测电机线缆上的电流，以得到多组三相电流。

处理单元12对检测单元20检测到的电机线缆上的第四电流进行坐标变换，以得到第四交轴电流iq4；利用快速傅立叶变换计算所述第四交轴电流iq4的交流分量iq4交流，并计算所述交流分量iq4交流的有效值iq4交流′；根据所述第二交流信号的幅值ui2的有效值ui2′和角频率ω2以及计算得到的第四交轴电流iq4的交流分量iq4交流的有效值iq4交流′，利用如下公式计算交轴电感lq：

lq＝ui2′/ω2iq4交流′(3)。

其中，处理单元12对第四电流ia4、ib4、ic4进行进行clark坐标变换和park坐标变换，可以得到第四交轴电流iq4和第四直轴电流id4。由于检测到的电机线缆上的三相电流中也含有交流成分，因此，利用快速傅立叶变换计算交轴电流iq4的交流分量iq4交流，并计算所述交流分量iq4交流的有效值iq4交流′，再根据第二交流信号的幅值ui2的有效值ui2′和角频率ω2以及计算得到的第四交轴电流iq4的交流分量iq4交流的有效值iq4交流′，利用公式(3)计算交轴电感lq。

应注意，上述三种具体实施方式可仅实施其一或其二也可以按照预定顺序全部实施。下面对上述三种具体实施方式的一种组合进行描述。

本实施方式中激励单元11分四个阶段在待测永磁同步电机的交轴和直轴上分别施加交轴激励电压和直轴激励电压，检测单元20相应地分别在四个阶段检测电机线缆上的电流。图2示出了根据本发明实施例的在永磁同步电机交轴和直轴上分别施加四个阶段的激励电压的过程示意图。图3示出了根据本发明实施例分别施加交轴激励电压和直轴激励电压过程中，电机线缆上三相电流的变化。

第ⅰ阶段：激励单元11在所述电机的直轴施加从零开始逐渐增大的第一直轴激励电压ud0、交轴施加第一交轴激励电压uq1；当激励单元11在所述电机的直轴施加从零开始逐渐增大的第一直轴激励电压ud0、交轴施加第一交轴激励电压uq1时，检测单元20实时检测电机线缆上的第一电流。当检测单元20检测到所述电机线缆上的三相电流中a相电流ia1达到预定电流值时进入第ⅱ阶段(如图2所示)，此时激励单元11在直轴施加的第一直轴激励电压为ud1，记录下此时在直轴施加的第一激励电压ud1的值,以作为第ⅱ阶段的第二直轴激励电压，并进入第ⅱ阶段。

第ⅱ阶段：激励单元11在所述电机的直轴施加第二直轴激励电压ud2、交轴施加第二交轴激励电压uq2；其中，ud2＝ud1，uq2＝0，当激励单元11在所述电机的直轴施加第二直轴激励电压ud2、交轴施加第二交轴激励电压uq2时，检测单元20检测(第ⅱ阶段)电机线缆上的第二电流。其中，第ⅱ阶段持续第一预定时长，例如，0.5秒。

处理单元12对检测单元20检测到的电机线缆上的第二电流进行坐标变换，以得到第二直轴电流id2；根据所述第二直轴激励电压ud2和第二直轴电流id2，利用公式(1)计算定子电阻r。

第ⅲ阶段：激励单元11在所述电机的直轴施加第三直轴激励电压ud3、交轴施加第三交轴激励电压uq3，并检测电机线缆上的第三电流。当激励单元在所述电机的直轴施加第三直轴激励电压ud3、交轴施加第三交轴激励电压uq3时，所述检测单元20检测(第ⅲ阶段)电机线缆上的第三电流。

其中，所述第三直轴激励电压ud3中包含幅值为ui1、角频率为ω1的第一交流信号，所述第三交轴激励电压uq3＝0。所述第一交流信号的幅值的取值范围具体可以为0.3ud1-0.6ud1，优选地，该第一交流信号的幅值取为ui1＝0.5ud1，则第三直轴激励电压ud3＝ud3′+0.5ud1sinω1t，其中，ud3′＝2ud1；第ⅲ阶段持续第二预定时长，例如0.5秒。

处理单元12对检测单元20检测到的电机线缆上的第三电流进行坐标变换，以得到第三直轴电流id3；利用快速傅立叶变换计算所述第三直轴电流id3的交流分量id3交流，并计算所述交流分量id3交流的有效值id3交流′；根据所述第一交流信号的幅值ui1的有效值ui1′和角频率ω1以及计算得到的第三直轴电流id3的交流分量id3交流的有效值id3交流′，利用公式(2)计算直轴电感ld。

第ⅳ阶段：激励单元11在所述电机的直轴施加第四直轴激励电压ud4、交轴施加第四交轴激励电压uq4。当激励单元11在所述电机的直轴施加第四直轴激励电压ud4、交轴施加第四交轴激励电压uq4时，所述检测单元20检测(第ⅳ阶段)电机线缆上的第四电流。

其中，所述第四交轴激励电压uq4中包含幅值为ui2、角频率为ω2的第二交流信号。在一个优选实施方式中，第四直轴激励电压ud4＝2ud1，所述第二交流信号的幅值的取值范围可以为0.3ud1-0.6ud1，优选地，该第二交流信号的幅值取为ui2＝0.5ud1，则第四交轴激励电压uq4＝0.5ud1(即在第ⅲ阶段的第三交轴激励电压uq3＝0的基础上叠加所述第二交流信号ui2)，此时检测单元20检测得到的电机线缆上的电流为第四电流ia4、ib4、ic4，所述第ⅳ阶段持续第三预定时长。

处理单元12对检测单元20检测到的电机线缆上的第四电流进行坐标变换，以得到第四交轴电流iq4；利用快速傅立叶变换计算所述第四交轴电流iq4的交流分量iq4交流，并计算所述交流分量iq4交流的有效值iq4交流′；根据所述第二交流信号的幅值ui2的有效值ui2′和角频率ω2以及计算得到的第四交轴电流iq4的交流分量iq4交流的有效值iq4交流′，利用公式(3)计算交轴电感lq。

图4示出了本发明一具体实施例的永磁同步电机参数检测装置的外部结构图，如图4所示，所述装置1还可以包括供电单元50，用于为所述参数检测装置1供电，所述供电单元50具体可以为供电线，可通过与外部电源连接为所述装置1供电。具体地，所述供电单元50为所述控制器10、检测单元20和逆变器30供电。

如图4所示，基于上述任意实施例，所述参数检测装置1还可以包括显示屏60，与所述控制器20连接(图中未示出连接关系)，用于显示检测得到的参数。进一步地，所述参数检测装置1还包括至少一个按键70，与所述控制器20连接(图中未示出连接关系)，用于选择在所述显示屏60中显示的参数。

图5示出了本发明提供的永磁同步电机参数检测方法的一实施例的方法流程图；如图5所示，所述永磁同步电机参数检测方法包括步骤s1和步骤s2。

步骤s1，利用逆变器在永磁同步电机的交轴和直轴上分别施加交轴激励电压和直轴激励电压，并检测电机线缆上的电流。

由于永磁同步电机的交轴和直轴为虚拟坐标轴，因此先对给定的交轴激励电压和直轴激励电压进行坐标变换和电压矢量调制，通过逆变器施加到电机绕组上，其中，所述逆变器与电机线缆连接，通过电机线缆将所述三相电压施加到电机绕组上。具体地，先对所述交轴激励电压和直轴激励电压进行坐标变换，以转换成三相电压，再对转换成的三相电压进行电压矢量调制转换成占空比施加给所述逆变器，从而进行电压放大，使所述逆变器输出三相电压并施加到电机绕组上。其中，先对所述交轴激励电压、直轴激励电压进行ipark变换将两相旋转坐标系下的交轴电压、直轴电压变换成两相静止坐标系下的两相电压，再进行iclark变换将两相静止坐标系下的两相电压转换成三相静止坐标系下的三相电压，对转换成的三相电压进行电压矢量调制(svpwm)转换成所需的占空比以施加给所述逆变器。

根据本发明的实施例，可以分四个阶段在待测永磁同步电机的交轴和直轴上分别施加交轴激励电压和直轴激励电压，并检测电机线缆上的电流。该四个阶段，第ⅰⅱ阶段、第ⅲ阶段、第ⅳ阶段可以单独实施，即仅执行第ⅰⅱ阶段，或者仅执行第ⅲ阶段，或者仅执行第ⅳ阶段；或者执行其中任意两个的组合，例如仅执行第ⅰⅱ阶段和第ⅲ阶段，或者按预定顺序组合实施，例如按照ⅰⅱ、ⅲ、ⅳ的顺序，以下对四个阶段进行联合描述仅作为本发明一个具体实施方式。图2示出了根据本发明实施例的在永磁同步电机交轴和直轴上施加激励电压的过程示意图。图3示出了根据本发明实施例在分别施加交轴激励电压和直轴激励电压过程中，电机线缆上三相电流的变化。

在一个具体实施方式中，通过以下第ⅰⅱ阶段，获取在电机的直轴施加第二直轴激励电压ud2、交轴施加第二交轴激励电压uq2时电机线缆上的第二电流，从而在后续步骤s2中计算电机的定子电阻。

第ⅰ阶段：在所述电机的直轴施加从零开始逐渐增大的第一直轴激励电压ud0、交轴施加第一交轴激励电压uq1，并实时检测电机线缆上的第一电流。

其中，所述第一交轴激励电压uq1＝0；由于施加到电机绕组上的电压为三相电压，因此检测到的第一电流也为三相电流ia1、ib1、ic1，当检测到所述电机线缆上的三相电流中的a相电流ia1达到预定电流值时进入第ⅱ阶段(如图2所示)，此时在直轴施加的第一直轴激励电压为ud1，记录下此时在直轴施加的第一激励电压ud1的值,以作为第ⅱ阶段的第二直轴激励电压。所述预定电流值优选地设置为所述永磁同步电机的铭牌上标示的额定电流值的1/2。

第ⅱ阶段：当检测到所述电机线缆上的电流达到预定电流值时，在所述电机的直轴施加第二直轴激励电压ud2、交轴施加第二交轴激励电压uq2，并检测电机线缆上的第二电流。

其中，所述第二交轴激励电压uq2＝0。所述第二直轴激励电压ud2＝ud1，即，将第ⅰ阶段电机线缆上的电流接近额定电流值的1/2时的第一直轴激励电压ud1作为第ⅱ阶段施加在直轴的第二直轴激励电压，此时检测得到的电流为第二电流，且为三相电流ia2、ib2、ic2。也就是说，第一阶段在直轴施加从0开始逐渐增大的激励电压ud0，并通过实时检测电机线缆上的电流是否达到预定电流值，以记录电流达到预定电流值时的第一直轴激励电压，从而确定为第ⅱ阶段施加在直轴的第二直轴激励电压。第ⅱ阶段施加交轴激励电压和直轴激励电压的过程可以持续第一预定时长，即，可以在第一预定时长内检测第ⅱ阶段电机线缆上的电流，以得到多组三相电流。

根据第ⅱ阶段的第二直轴激励电压和检测得到的第ⅱ阶段的电机线缆上的第二电流，经过后续步骤s2的计算可得到永磁同步电机的定子电阻。

在另一种实施方式中，通过以下第ⅲ阶段，获取在电机的直轴施加第三直轴激励电压ud2、交轴施加第二交轴激励电压uq2时电机线缆上的第三电流，用以在后续步骤s2中计算电机的直轴电感ld。

第ⅲ阶段：在所述电机的直轴施加第三直轴激励电压ud3、交轴施加第三交轴激励电压uq3，并检测电机线缆上的第三电流。

其中，所述第三直轴激励电压ud3中包含幅值为ui1、角频率为ω1的第一交流信号，所述第三交轴激励电压uq3＝0。所述第一交流信号的幅值的取值范围可以为0.3ud1-0.6ud1，优选地，该第一交流信号的幅值取为ui1＝0.5ud1。第三直轴激励电压ud3＝ud3′+0.5ud1sinω1t，其中，ud3′>ud1,例如ud3′＝2ud1；此时检测得到的电流为第三电流ia3、ib3、ic3，如图3所示，第三激励电压中由于叠加了第一交流信号，因此检测到的第三电流ia3、ib3、ic3中也含有交流成分。第ⅲ阶段施加交轴激励电压和直轴激励电压的过程可以持续第二预定时长(例如0.5秒)，即，可以在第二预定时长内检测第ⅲ阶段电机线缆上的电流，以得到多组三相电流。

根据第ⅲ阶段的第三直轴激励电压和检测得到的第ⅲ阶段的电机线缆上的第三电流经过后续步骤s2的计算可得到永磁同步电机的直轴电感。

在又一种具体实施方式中，通过以下第ⅳ阶段，获取在电机的直轴施加第四直轴激励电压ud4、交轴施加第四交轴激励电压uq4，时电机线缆上的电流，用以在后续步骤s2的计算得到永磁同步电机的交轴电感lq。

第ⅳ阶段：在所述电机的直轴施加第四直轴激励电压ud4、交轴施加第四交轴激励电压uq4，并检测电机线缆上的第四电流。

其中，所述第四交轴激励电压ud4中包含幅值为ui2、角频率为ω2的第二交流信号。在一个具体实施方式中，所述第四直轴激励电压所述第二交流信号的幅值的取值范围可以为0.3ud1-0.6ud1，优选地，该第二交流信号的幅值取为ui2＝0.5ud1。第四交轴激励电压ud4＝0.5ud1sinω1t，此时检测得到的电流为第四电流ia4、ib4、ic4，如图3所示，第四交轴激励电压中由于叠加第二交流信号，增加了交流成分，因此检测到的第ⅳ阶段的电机线缆上的三相电流ia4、ib4、ic4中也含有交流成分。第ⅳ阶段分别施加交轴激励电压和直轴激励电压的过程可以持续第三预定时长，即，可以在第三预定时长内检测第ⅳ阶段电机线缆上的电流，以得到多组三相电流。

根据第ⅳ阶段的第四交轴激励电压和检测得到的第ⅳ阶段的电机线缆上的第四电流经过后续步骤s2的计算可得到永磁同步电机的交轴电感。

步骤s2，根据所述交轴激励电压、所述直轴激励电压和检测到的电机线缆上的电流，计算所述永磁同步电机的参数。

通过逆变器施加在电机绕组上的电压为三相静止坐标系下的电压，因此，检测得到的电机线缆上的电流也是三相静止坐标系下的电流，需要将三相静止坐标系下的三相电流转换为两相旋转坐标下的交轴电流、直轴电流，以便根据施加在所述永磁同步电机交轴、直轴上的交轴激励电压、直轴激励电压和所述交轴电流、直轴电流，计算所述永磁同步电机的参数。因此，对上述各阶段检测得到的电机线缆上的三相电流均需要进行坐标变换，得到各阶段交轴电流、直轴电流用以计算永磁同步电机的参数。具体而言，可先通过clark变换从三相静止坐标系转换为两相静止坐标系，再通过park变换从两相静止坐标系转换为两相旋转坐标系，从而得到各阶段的交轴电流、直轴电流。

图6是本发明实施例的根据所述交轴激励电压、所述直轴激励电压和检测到的电机线缆上的电流，计算所述永磁同步电机的参数的步骤一具体实施方式的流程图，如图6所示，基于上述步骤s1中第ⅰ、ⅱ阶段，步骤s2包括步骤s21和步骤s22。

步骤s21，对检测到的电机线缆上的第二电流进行坐标变换，以得到第二直轴电流id2。

对第二电流ia2、ib2、ic2进行clark坐标变换和park坐标变换，可得到第二交轴电流iq1和第二直轴电流id2。

步骤s22，根据所述第二直轴激励电压ud2和第二直轴电流id2，利用如下公式计算定子电阻r：

r＝ud2/id2(1)。

图7是本发明实施例的根据所述交轴激励电压、所述直轴激励电压和检测到的电机线缆上的电流，计算所述永磁同步电机的参数步骤另一具体实施方式的流程图，如图7所示，若需要检测永磁同步电机的直轴电感，则基于上述步骤s1中的第ⅲ阶段，步骤s2包括步骤s23、步骤s24和步骤s25。

步骤s23，对检测到的第三电流进行坐标变换，以得到第三直轴电流id3。

对第三电流ia3、ib3、ic3进行进行clark坐标变换和park坐标变换，可以得到第三交轴电流iq3和第三直轴电流id3。

步骤s24，利用快速傅立叶变换计算所述第三直轴电流id3的交流分量id3交流，并计算所述交流分量id3交流的有效值id3交流′。

由于第ⅲ阶段施加的第三直轴激励电压含有交流成分(第一交流信号)，因此第ⅲ阶段检测到的电机线缆上的三相电流中也含有交流成分，因此，坐标变换得到的直轴电流也含有交流成分，可利用快速傅立叶变换计算直轴电流id3的交流分量id3交流，并计算所述交流分量id3交流的有效值id3交流′。

步骤s25，根据所述第一交流信号的幅值ui1的有效值ui1′和角频率ω1以及计算得到的第三直轴电流id3的交流分量id3交流的有效值id3交流′，利用如下公式计算直轴电感ld：

ld＝ui1′/ω1id3交流′(2)。

图8是本发明实施例的根据所述交轴激励电压、所述直轴激励电压和检测到的电机线缆上的电流，计算所述永磁同步电机的参数步骤又一具体实施方式的流程图，如图8所示，若需要检测所述永磁同步电机的交轴电感，则基于上述步骤s1中的第ⅳ阶段，步骤s2包括步骤s26、步骤s27和步骤s28。

步骤s26，对检测到的第四电流进行坐标变换，以得到第四交轴电流id4。

对第四电流ia4、ib4、ic4进行进行clark坐标变换和park坐标变换，可以得到第四交轴电流iq4和第四直轴电流id4。

步骤s27，利用快速傅立叶变换计算所述第四交轴电流id4的交流分量iq4交流，并计算所述交流分量iq4交流的有效值iq4交流′。

由于第ⅳ阶段施加的第四交轴激励电压含有交流成分(第二交流信号)，因此检测到的第ⅳ阶段的电机线缆上的三相电流中也含有交流成分，因此，利用快速傅立叶变换计算交轴电流iq4的交流分量iq4交流，并计算所述交流分量iq4交流的有效值iq4交流′。

步骤s28，根据所述第二交流信号的幅值ui2的有效值ui2′和角频率ω2以及计算得到的第四交轴电流iq4的交流分量iq4交流的有效值iq4交流′，利用如下公式计算交轴电感lq：

lq＝ui2′/ω2iq4交流′(3)。

应注意，上述步骤s1中第ⅰⅱ阶段、第ⅲ阶段和第ⅳ阶段可以仅执行其一，例如仅执行第ⅰⅱ阶段，或者仅执行第ⅲ阶段，或者仅执行第ⅳ阶段；或者执行其中任意两个阶段的组合，例如仅执行第ⅰⅱ阶段和第ⅲ阶段，或者仅执行第ⅲ阶段和第ⅳ阶段；或者按预定顺序组合实施，例如按照ⅰⅱ、ⅲ、ⅳ的顺序，前述描述仅作为本发明一个具体实施方式。在步骤s2中，也可以相应地只执行其一或其二，或者按照预定顺序全部执行。

据此，根据本发明的技术方案，通过向电机交直轴施加激励电压并检测电机线缆上的电流，以根据激励电压和测得的电机计算获得电机参数，并且本发明能够通过连接电机线缆对已经装配好的电机进行参数检测，从而能够筛选是否存在电机不匹配或者电机装箱时装错的问题，同时为系统调试提供所需要的电机的有效参数。

本文中所描述的功能可在硬件、由处理器执行的软件、固件或其任何组合中实施。如果在由处理器执行的软件中实施，那么可将功能作为一或多个指令或代码存储于计算机可读媒体上或经由计算机可读媒体予以传输。其它实例及实施方案在本发明及所附权利要求书的范围及精神内。举例来说，归因于软件的性质，上文所描述的功能可使用由处理器、硬件、固件、硬连线或这些中的任何者的组合执行的软件实施。此外，各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为控制装置的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。