[发明专利]一种永磁同步电机功角的辨识方法

说明书

技术领域

本发明属于永磁同步电机控制领域，涉及一种永磁同步电机，尤其涉及一种永磁同步电机功角的辨识方法。

背景技术

永磁同步电机具有结构简单、功率密度高、控制简单等诸多优点，近年来，永磁同步电机在高性能调速系统和伺服控制系统等工业领域中得到了日益广泛的应用。

功角的准确辨识是永磁同步电机控制系统的重要环节。功角影响着空间电压矢量的选择，即可能由于观测误差无法准确控制定子磁链和电磁转矩。所以，功角的准确辨识,对于提高永磁同步电机控制性能有着重要的意义。目前，公知的现有技术，是通过各种观测器方法观测永磁同步电机功角，但这种方法算法往往非常复杂，难以实际应用。

因此，现有技术的功角辨识效果难以满足永磁同步电机高性能控制要求。如何实时准确辨识永磁同步电机功角，是现有技术有待解决的问题。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种永磁同步电机功角的辨识方法，其可解决现有技术永磁同步电机高性能控制中电机功角难以实时准确辨识的问题。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种永磁同步电机功角的辨识方法，包括如下步骤：

(1)将永磁同步电机中性点与直流电压源中点接地，从而永磁同步电机中性点的电压为0；

(2)确定永磁同步电机A、B、C三相端电压和相电压；

(3)检测永磁同步电机A、B、C三相相电流，结合前述相电压，计算永磁同步电机A、B、C三相相反电势；

(4)对所述永磁同步电机A、B、C三相相反电势积分得到三相永磁磁链，再通过CLARK变换，将所述三相永磁磁链矢量合成，得到永磁同步电机永磁磁链；

(5)利用三相永磁磁链和相电流，计算得到三相定子磁链，再通过CLARK变换，将前述三相定子磁链矢量合成，得到永磁同步电机定子磁链；

(6)采用永磁同步电机永磁磁链和永磁同步电机定子磁链计算得到永磁同步电机功角。

上述步骤(2)中，永磁同步电机A、B、C三相端电压的确定方法是：首先判断三相全桥逆变器工作在导通过程还是续流过程，当工作在导通过程，永磁同步电机A、B、C三相端电压通过功率管的状态确定：若某相的上桥臂功率管开通，则该相端电压数值为直流电压源幅值的1/2、极性为正，若某相的下桥臂功率管开通，则该相端电压数值为直流电压源幅值的1/2、极性为负；当工作在续流过程，永磁同步电机A、B、C三相端电压通过续流二极管的状态确定：若某相的上桥臂续流二极管开通，则该相端电压数值为直流电压源幅值的1/2、极性为正，若某相的下桥臂续流二极管开通，则该相端电压数值为直流电压源幅值的1/2、极性为负。

上述判断三相全桥逆变器工作在导通过程还是续流过程的方法是：检测三相全桥逆变器功率管是否全部关断，当三相全桥逆变器功率管不是全部关断时，则表明三相全桥逆变器处于导通过程；当三相全桥逆变器功率管全部关断，则表明三相全桥逆变器处于续流过程。

上述步骤(2)中，永磁同步电机A、B、C三相相电压的确定方法是：将永磁同步电机A、B、C三相端电压减去中性点的电压，得到永磁同步电机相电压，由于中性点的电压为0，故相电压与端电压相同。

上述步骤(3)的详细内容是：利用电流传感器检测永磁同步电机A、B、C三相相电流i_a、i_b、i_c，再结合步骤(2)中的A、B、C三相相电压u_a、u_b、u_c，根据下式永磁同步电机相电压平衡方程，计算得到永磁同步电机三相相反电势e_a、e_b、e_c：