专利名称：永磁同步电机的参数获取方法
技术领域：
本发明涉及电机控制技术，尤其涉及一种永磁同步电机的参数获取方法，属于自动控制领域。
背景技术：
随着新型、高性能永磁材料技术的飞速发展，永磁同步电机(Permanent Magnetic Synchronous Motor ；简称PMSM)体积小、重量轻和效率高等优点日益突出，其应用领域不断扩大。在数控机床和机器人等高精度控制领域，永磁同步电机越来越得到广泛的应用。目前，为了满足对电机控制性能的更高的要求，业界多使用PMSM矢量控制技术来控制PMSM的运转。这是因为该矢量控制技术能够使PMSM获取很好的瞬态响应特性，并能够实现对负载扰动和给定值变换的快速响应。但是，由于矢量控制技术的控制效果与PMSM 参数的准确性密切相关，因此，当应用矢量控制技术来控制一台PMSM之前，必须先辨识出控制所需的PMSM的参数。通常，PMSM参数主要包括定子电阻、永磁体励磁磁链的磁感应强度和d轴电感和q轴电感的电感值。随着PMSM的老化和周围环境的变换，PMSM的实际参数与控制时所给定的参数之间存在较大的差别。现有技术中，为了采用矢量控制技术控制PMSM，需要先对PMSM的各项参数进行辨识。例如利用数字信号处理器(Digital Signal Processor ；简称:DSP)产生的脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation ；简称PWM)信号，以控制逆变器对直流母线电压进行处理，生成一恒定交流电压并输出给PMSM，并通过检测定子电流，以获取PMSM的定子电阻。另外，采用磁场观测器来对d轴电感和q轴电感进行静态辨识，以检测出d轴电感和q轴电感的电感值。再有就是采用磁场观测器来对永磁体励磁磁链进行静态辨识，以检测出永磁体励磁磁链的磁感应强度。基于上述的手段，可以获得PMSM矢量控制系统所需要的定子的电阻、d轴和q轴的电感值，以及永磁体励磁磁链的磁感应强度。但是，上述获得各项参数的现有技术存在如下的缺陷由于逆变器向PMSM输出的恒定电压中含有大量的谐波，导致获取的PMSM的定子电流也存在丰富的谐波成分，因此获取的定子电阻并不准确；同时，由于逆变器向PMSM输出的恒定电压中含有大量的谐波，也使得磁场观测器检测获取的d轴电感和q轴电感的电感值和永磁励磁磁链的磁感应强度等参数也不准确，从而会影响矢量控制技术对PMSM的控制效果。
发明内容
本发明提供一种PMSM的参数获取方法，用以实现了对PMSM参数的精确获取，并有效提高矢量控制技术对PMSM的控制效果。本发明提供一种PMSM的参数获取方法，包括测量直流母线电压；采用数字式滞环型脉冲调制解调控制方式，控制逆变器向永磁同步电机输出电流；并检测所述永磁同步电机中与所述输出电流对应的线电压和相电流；
当所述输出电流为直流电流时，检测相应的线电压和相电流，对所述直流母线电压、线电压和相电流进行坐标变换处理，获得第一 d轴电压Udl和第一 d轴电流idl，或者，第一 q轴电压IV和第一 q轴电流；应用公式udl = Rsidl或者IV = Rsiql，计算所述永磁同步电机的定子电阻Rs;禾口/ 或，使所述输出电流小于预设的电流值，检测相应的线电压和相电流，对所述直流母线电压、线电压和相电流进行坐标变换处理，获得第二 q轴电压Utl2,并应用公式Uq2^ Vf，计算所述永磁同步电机的永磁体励磁磁链的磁感应强度；所述预设的电流值不等于0，且小于等于所述永磁同步电机额定电流的0. 05倍；禾口/ 或，当所述输出电流为正弦交流电流时，检测相应的线电压和相电流，对所述直流母线电压、线电压和相电流进行坐标变换处理，获得第二 d轴电压Ud2、第二 d轴电流id2、第三q轴电压Utl3和第二 q轴电流iq2、及所述定子电阻民和永磁体励磁磁链的磁感应强度Vf，
并应用公式·
权利要求
1.一种永磁同步电机的参数获取方法，其特征在于，包括 测量直流母线电压；采用数字式滞环型脉冲调制解调控制方式，控制逆变器向永磁同步电机输出电流；并检测所述永磁同步电机中与所述输出电流对应的线电压和相电流；当所述输出电流为直流电流时，检测相应的线电压和相电流，对所述直流母线电压、线电压和相电流进行坐标变换处理，获得第一 d轴电压Udl和第一 d轴电流idl，或者，第一 q轴电压Utll和第一 q轴电流；应用公式Udl = RsIdl或者Utll = Rsiql,计算所述永磁同步电机的定子电阻Rs; 和/或，使所述输出电流小于预设的电流值，检测相应的线电压和相电流，对所述直流母线电压、线电压和相电流进行坐标变换处理，获得第二 q轴电压Utl2，并应用公式Utl2 ^ C^vf，计算所述永磁同步电机的永磁体励磁磁链的磁感应强度Vf ；所述预设的电流值不等于0，且小于等于所述永磁同步电机额定电流的0. 05倍； 和/或，当所述输出电流为正弦交流电流时，检测相应的线电压和相电流，对所述直流母线电压、线电压和相电流进行坐标变换处理，获得第二 d轴电压Ud2、第二 d轴电流id2、第三q轴电压Utl3和第二 q轴电流iq2、及所述定子电阻民和永磁体励磁磁链的磁感应强度Vf，并应 ’Ld_ Uq,-ωΓΨ/~Rsiq2用公式Zrl-,计算所述永磁同步电机的d轴的电感值Ld以及q轴的电感I = ~Ud3 + KJd3值L“其中，为所述永磁同步电机的转子的电气角速度。
2.根据权利要求1所述的永磁同步电机的参数获取方法，其特征在于，所述测量直流母线电压具体包括将所述检测直流母线电压信号加载到采用4阶巴特沃斯低通滤波器的电压检测模拟通道。
3.根据权利要求1所述的永磁同步电机的参数获取方法，其特征在于，所述检测相应的线电压具体包括将所述检测相应的线电压信号加载到采用4阶巴特沃斯低通滤波器的电压检测模拟通道。
4.根据权利要求1所述的永磁同步电机的参数获取方法，其特征在于，所述检测相应的相电流具体包括将所述检测相应的相电流信号加载到采用2阶巴特沃斯低通滤波器的电流检测模拟通道。
5.根据权利要求1所述的永磁同步电机的参数获取方法，其特征在于，所述向永磁同步电机输出电流包括向所述永磁同步电机三相绕组的A相和B相输入幅值相等、方向相反的直流电流，该直流电流的幅值为所述永磁同步电机额定电流的1/3 1/2倍；并且，使所述永磁同步电机三相绕组的C相输入电流幅值为0。
6.根据权利要求1所述的永磁同步电机的参数获取方法，其特征在于，所述向永磁同步电机输出电流包括向所述永磁同步电机三相绕组的A相、B相和C相输入频率为10赫兹的电流。
7.根据权利要求1所述的永磁同步电机的参数获取方法，其特征在于，所述向永磁同步电机输出电流包括向所述永磁同步电机三相绕组的A相、B相和C相输入幅值为2安培，且频率为10赫兹的正弦交流电流。
全文摘要
本发明提供一种永磁同步电机的参数获取方法，包括测量直流母线电压；采用数字式滞环型脉冲调制解调控制方式，控制逆变器向PMSM输出电流；并检测PMSM中与输入电流对应的线电压和相电流；并根据控制逆变器向PMSM输出的不同的电流，计算永磁同步电机的定子电阻、永磁体励磁磁链的磁感应强度ψf和/或d轴的电感值Ld以及q轴的电感值Lq，实现了对PMSM中上述三个参数精确计算，并有效的提高了矢量控制技术对PMSM的控制效果。
文档编号H02P21/14GK102386835SQ20101026886
公开日2012年3月21日 申请日期2010年8月27日 优先权日2010年8月27日
发明者刘荣强, 姬春霞, 宋春龙, 梁培志, 陈振锋 申请人:永济新时速电机电器有限责任公司