【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电机模型提升电流环的相关算法，具体为一种永磁同步电机电气参数连线辨识方法。
技术介绍
1、现行方案一般使用电桥来辨识电机的定子电阻、同步电感，并通过记录电机速度与反电势的关系来得到电机磁链。即使结构相同的电机的电气参数依然存在差异，使用手动方式对每台电机的参数进行辨识会提升生产的成本；且电机同步电感受到转子磁链与定子输出电流矢量方向夹角的影响，即使在表贴式电机上d-q轴电感也存在差异，这种差异是无法通过电桥或者rl电路阶跃响应特性展示出来。逆变器开关死区等对电气参数的辨识也存在影响。
2、将电机电气参数辨识功能自动化并内嵌入驱动器中是必要的。同时，涉及电机电气模型的电流环算法中，电机输入电压物理量将会不可避免地被使用到，更准确的采集电机信息是精确辨识电机电气参数的前提。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种永磁同步电机电气参数连线辨识方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。现行方案一般使用电桥来辨识电机的定子电阻、同步电感，并通过记录电机速度与反电势的关系来得到电机磁链。即使结构相同的电机的电气参数依然存在差异，使用手动方式对每台电机的参数进行辨识会提升生产的成本；且电机同步电感受到转子磁链与定子输出电流矢量方向夹角的影响，即使在表贴式电机上d-q轴电感也存在差异，这种差异是无法通过电桥或者rl电路阶跃响应特性展示出来。逆变器开关死区等对电气参数的辨识也存在影响。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：将提供一种无需位置传感器
3、优选的，所述定子电阻辨识时，对于α-β两相静止坐标系下的电压方程来说：
4、
5、st坐标系定义β坐标轴滞后α轴90度。
6、优选的，所述定子电阻辨识时，当电机输出为直流时转速为0，则电压方程可写成：
7、
8、计算出电压。
9、优选的，所述定子电阻辨识时，在alpha和beta轴分别输出直流，求出各自电阻后取平均便可得到电机定子电阻，然而在输出直流电压时，输出电压精度问题、逆变器死区非线性因素直接影响了电阻辨识结果的精度，为了解决这些问题，在测试一相电阻时将会施加两个幅值差距较大的电压，通过求差值的方法来消除逆变器死区的影响：
10、
11、通过该公式得出电阻结果。
12、优选的，所述电感辨识都是在空载情况下进行，在电阻辨识完成后转子位置已经确定，若带载辨识，则辨识需结合转子初始位置，dq轴旋转坐标系电压方程为：
13、
14、在使用高频方波注入时，电机保持静止，上式忽略电机旋转可被简化为：
15、
16、得出电机静止时的电压方程。
17、优选的，所述电感辨识时，分别给d轴和q轴注入很窄的两个方向上的脉冲电压，就可以通过上式计算出两个方向的ld，lq：
18、
19、设计的方波脉冲幅值尽可能时峰值电压较大，以此减小死区带来的影响，同时得到较好的信噪比。
20、优选的，所述磁链辨识时引入强拉过程中转子转矩的方程为：
21、t＝ψr-ψs×sinθ
22、转子磁链ψr是常值，需要角度偏差θ小，则需要施加更大d轴电流使得定子磁链ψs较大。
23、优选的，所述磁链辨识时，依据dq轴旋转坐标系电压方程，给定d轴较大的电流，q轴给定为0，稳态空载时转子位置会锁定置d轴，此时旋转坐标系方程可被简化为：
24、
25、优选的，所述电压重构时，若频率对电机磁链影响较大，则可通过设置两端不同强拉控制速度，即：
26、
27、经过变化可得：
28、
29、若速度的变化产生的反电动势差异明显，从而得到的磁链结果的准确性好。
30、优选的，所述电压重构时，使用双采双更的策略，如三相pwm比较器值分别为tphase，每控制周期内计数器值为t，每控制周期时间为ts，母线电压物理量为vdc，则在每个控制周期内a、b、c正向(电流流入电机方向)导通时间tphase为：
31、
32、可以推导出如下重构后的电压如下：
33、
34、通过公式计算出磁链。
35、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术将提供一种无需位置传感器的辨识流程简洁连贯的永磁同步电机电阻、电感和磁链离线辨识方法。通过电压重构更精确采集逆变器的输出，同时辨识方法中消除死区对结果的影响。此辨识方法引入了在st坐标系下(定子滞后于a相90°)开环电角的电流置换控制，以及if强拉控制保证此辨识方法的通用性。
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1.一种永磁同步电机电气参数连线辨识方法，包括以下步骤：定子电阻辨识、同步电感辨识、磁链辨识和电压重构，其特征在于：定子电阻辨识、基于开环电角度的电流滞环控制，在两相静止坐标系下自适应施加两组幅值差异较大的直流电压，使电流锁定至电机额定电流的50％与100％，电流稳定带为±2％，通过求差值法消除逆变器死区的影响；同步电感辨识、在电阻辨识完成后转子位置已经确定，在准确的两相旋转坐标系的d、q轴上注入正反向的高频脉冲电压，可辨识两方向的d、q轴电感；磁链辨识、辨识磁链时引入电流强拉的控制方式，d、q轴电流由PI控制器完成闭环，而转子电角度为开环给定，设置两段不同强拉控制速度，通过求插值法得磁链结果；电压重构、三相PWM比较值将被直接用作重构电压，更精确得到电机输入的真实电压。
2.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机电气参数连线辨识方法，其特征在于：所述定子电阻辨识时，对于α-β两相静止坐标系，对于静止坐标系下的电压方程来说：
3.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机电气参数连线辨识方法，其特征在于：所述定子电阻辨识时，当电机输出为直流时转速为0，则电压方程可
4.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机电气参数连线辨识方法，其特征在于：所述定子电阻辨识时，在alpha和beta轴分别输出直流，求出各自电阻后取平均便可得到电机定子电阻，然而在输出直流电压时，输出电压精度问题、逆变器死区非线性因素直接影响了电阻辨识结果的精度，为了解决这些问题，在测试一相电阻时将会施加两个幅值差距较大的电压，通过求差值的方法来消除逆变器死区的影响：
5.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机电气参数连线辨识方法，其特征在于：所述电感辨识都是在空载情况下进行，在电阻辨识完成后转子位置已经确定，若带载辨识，则辨识需结合转子初始位置，dq轴旋转坐标系电压方程为：
6.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机电气参数连线辨识方法，其特征在于：所述电感辨识时，分别给d轴和q轴注入很窄的两个方向上的脉冲电压，就可以通过上式计算出两个方向的Ld，Lq：
7.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机电气参数连线辨识方法，其特征在于：所述磁链辨识时引入强拉过程中转子转矩的方程为：
8.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机电气参数连线辨识方法，其特征在于：所述磁链辨识时，依据dq轴旋转坐标系电压方程，给定d轴较大的电流，q轴给定为0，稳态空载时转子位置会锁定置d轴，此时旋转坐标系方程可被简化为：
9.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机电气参数连线辨识方法，其特征在于：所述电压重构时，若频率对电机磁链影响较大，则可通过设置两端不同强拉控制速度，即：
10.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机电气参数连线辨识方法，其特征在于：所述电压重构时，使用双采双更的策略，如三相PWM比较器值分别为Tphase，每控制周期内计数器值为T，每控制周期时间为Ts，母线电压物理量为Vdc，则在每个控制周期内A、B、C正向(电流流入电机方向)导通时间tphase为：
...【技术特征摘要】
1.一种永磁同步电机电气参数连线辨识方法，包括以下步骤：定子电阻辨识、同步电感辨识、磁链辨识和电压重构，其特征在于：定子电阻辨识、基于开环电角度的电流滞环控制，在两相静止坐标系下自适应施加两组幅值差异较大的直流电压，使电流锁定至电机额定电流的50％与100％，电流稳定带为±2％，通过求差值法消除逆变器死区的影响；同步电感辨识、在电阻辨识完成后转子位置已经确定，在准确的两相旋转坐标系的d、q轴上注入正反向的高频脉冲电压，可辨识两方向的d、q轴电感；磁链辨识、辨识磁链时引入电流强拉的控制方式，d、q轴电流由pi控制器完成闭环，而转子电角度为开环给定，设置两段不同强拉控制速度，通过求插值法得磁链结果；电压重构、三相pwm比较值将被直接用作重构电压，更精确得到电机输入的真实电压。
2.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机电气参数连线辨识方法，其特征在于：所述定子电阻辨识时，对于α-β两相静止坐标系，对于静止坐标系下的电压方程来说：
3.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机电气参数连线辨识方法，其特征在于：所述定子电阻辨识时，当电机输出为直流时转速为0，则电压方程可写成：
4.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机电气参数连线辨识方法，其特征在于：所述定子电阻辨识时，在alpha和beta轴分别输出直流，求出各自电阻后取平均便可得到电机定子电阻，然而在输出直流电压时，输出电压精度问题、逆变器死区非线性因素直接影响了电阻辨识结果的精度，为了解决这些问题，在测试一相电阻时将会施加两个...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭秀来，黄颜林，周义驰，
申请(专利权)人：深圳市合信自动化技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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