[实用新型]永磁同步电机转矩参数测量装置

说明书

技术领域

 本实用新型涉及永磁同步电机（permanent magnet synchronous motor，简称为PMSM），具体地说是一种永磁同步电机转矩参数测量装置。

背景技术

 随着纯电动汽车的迅速发展，永磁同步电机驱动系统使用得越来越广泛，同时对电机参数的精度要求也越来越高。在永磁同步电机牵引控制系统中，主要的控制对象为电机的输出转矩，由于驱动系统中并无力矩传感器，那么就需要精确的电机参数来估算输出力矩。

目前估算电机参数的方法有很多，例如申请号为201010268861.X的中国发明专利申请就公开了一种永磁同步电机的参数获取方法。该方法为测量直流母线电压，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ψ_f和/或d轴的电感值L_d以及q轴的电感值L_q，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。此方法在一般的控制系统中较为实用，当电机参数测出以后就可根据电机方程计算输出转矩。但是这种方法的缺陷也十分明显，其缺陷就是电机参数精度不高，从而导致输出转矩误差较大。在永磁同步电机实际运行时，电机内部参数应该是时变的，而这种方法测得的参数只是一个固定值，并不是一条变化的曲线。在纯电动汽车牵引系统中，要保持电机运行中电机输出力矩被精确的估算，那么必须要测量出电机参数的变化曲线。

和转矩估算有关的电机参数主要为永磁体励磁磁链、d轴的电感值L_d以及q轴的电感值L_q。要精确测量上述三个参数的变化曲线较难，需要测的数据量也十分庞大，但是由电机原理可知这三个参数之所以会发生变化，主要是因为电机定子电流发生变化，所以只要测量在不同电流下电机输出的力矩也能达成同样的效果，电机参数的变化因素也已包含在内。

发明内容

本实用新型针对上述问题，提供一种永磁同步电机转矩参数测量装置，该装置可精确估算永磁同步电机的输出转矩。

按照本实用新型的技术方案：一种永磁同步电机转矩参数测量装置，用于测量永磁同步电机的转矩参数，所述装置包括直流稳压电源、逆变器、驱动控制器、编码器、扭矩仪及测功机，所述测功机通过所述扭矩仪与所述永磁同步电机的输出轴相连，所述永磁同步电机与所述编码器、所述驱动控制器及所述逆变器之间构建成电流、转速双闭环控制系统，所述逆变器与所述直流稳压电源相连。

所述驱动控制器包括转速环PI调节器、q轴电流环调节器、d轴电流环调节器、PARK逆变换模块、SVPWM模块、PARK变换模块及CLAKE变换模块，所述转速环PI调节器、所述q轴电流环调节器、所述PARK逆变换模块、所述SVPWM模块、所述逆变器、所述永磁同步电机与所述编码器构成所述转速闭环控制系统，所述d轴电流环调节器、所述PARK逆变换模块、所述SVPWM模块、所述逆变器、所述CLAKE变换模块及所述PARK变换模块构成所述电流闭环控制系统。

所述扭矩仪分别通过联轴器与所述永磁同步电机及所述测功机相连。

本实用新型的技术效果在于：本实用新型考虑到电机运行过程中参数变化对转矩估算带来的影响，采用永磁同步电机矢量控制算法将三相电流通过PARK变换分解到d、q轴上，通过查表控制d、q轴的电流从而达到精确控制电机输出转矩的目的，控制所需表格中的参数由实测得出，所以控制精度较高。

附图说明

图1为本实用新型测量装置的结构框图。

图2为本实用新型构建成的电流、转速双闭环控制系统的结构框图。

图3为本实用新型构建成的转矩控制系统的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的说明。

图1～图3中，包括转速环PI调节器1、q轴电流环调节器2、d轴电流环调节器3、PARK逆变换模块4、SVPWM模块5、逆变器（Inverter）6、PARK变换模块7、CLAKE变换模块8、编码器（Encoder）9、永磁同步电机10、转矩电流表格11、直流稳压电源12、驱动控制器13、扭矩仪14、测功机15等。