[发明专利]一种永磁同步电机交直轴电感测量方法

说明书

本发明公开了一种永磁同步电机交直轴电感测量方法，将永磁同步电机交轴或直轴电流固定在某一电流点上，并在交轴或直轴注入对称的直轴或交轴方波参考电压以改变交直轴电流，获得该交轴或直轴电流点上的直轴或交轴电感随注入的直轴或交轴电流的变化关系，以及逆变器非线性因素的等效电压值；根据该变化关系以及等效电压值获取永磁同步电机在对应转子位置下的所有电流点随饱和变化的直轴或交轴电感值；该考虑饱和效应和逆变器非线性因素影响的不同转子位置下的永磁同步电机交直轴电感测量方法，通过获得电机交直轴电感和所有交直轴电流组合的一一对应关系，实现了对不同饱和程度下的电机电感值的辨识，并对逆变器非线性因素的影响进行了辨识和补偿，可提高电感测量精度。

技术领域

本发明属于电机测试技术领域，具体涉及一种永磁同步电机交直轴电感测量方法。

背景技术

目前，对于基于电压源逆变器控制的商用永磁同步电机驱动系统而言，现有电机交直轴电感的测量或估算方法具有很多局限性，包括只能估算单一特殊电流工作点的电感值、无法综合考虑不同转子位置下的电感变化、无法估算交直轴电感随磁路饱和变化、无法消除逆变器非线性因素影响等。

基于高频注入法的交直轴电感量测法只能工作于交轴电流为零的工况下i_q＝0，而在实际应用里交轴电流往往占据了电流矢量的绝大部分。基于参数辨识技术的在线估算法需要知道其它电机参数值的大小，而且辨识的结果是交直轴电感在所有转子位置的平均值。此外，以上方法无法评估交直轴电感随饱和程度的变化，并且还易受不精确的逆变器非线性因素补偿的影响。对于商业驱动器而言，电感计算往往是基于实际量测的电流和参考指令电压，而电压源逆变器非线性因素导致指令参考电压与实际电压之间具有畸变差值，进而导致交直轴电感计算时误差的进一步扩大。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种永磁同步电机交直轴电感测量方法，其目的在于克服逆变器非线性因素和交直轴饱和效应对永磁同步电机交直轴电感测量精度的影响。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种永磁同步电机交直轴电感测量方法，将永磁同步电机的转子锁定，在注入弱磁电流之后获取定子绕组电阻，再注入正负跳跃的电压方波，计算出永磁同步电机在不同转子位置下的所有电流工作点随饱和变化的交直轴电感值。

优选地，上述磁同步电机交直轴电感测量方法，获得交轴电感的方法具体包括如下步骤：

(1)将交轴电流i_q设置为0，并注入非零的直轴电流，获取电机定子绕组电阻R值；

(2)将电机转子锁定，将直轴电流i_d设置为一个常数，在交轴施加正负对称的方波电压并使该方波电压的幅值逐渐增大直到所响应的交轴电流的幅值能覆盖电机的最大工作电流达到稳态的交轴电流值；

所施加的方波电压的周期要足够大，以保证交轴电流能够稳定收敛到稳态。

(3)根据稳态的交轴电流值和上述电机定子绕组电阻值获取逆变器非线性因素的等效电压值；

(4)根据交轴电压、交轴电流、定子绕组电阻值和逆变器非线性因素等效电压值获得交轴磁链随交轴电流变化的关系；

(5)根据交轴磁链随交轴电流变化的关系，获取交轴电感值以及交轴电感值随交轴电流的变化关系；

(6)更新直轴电流常数值，并重复步骤(3)～(5)，根据获得的所有交直轴电流组合(i_d、i_q)下的交轴磁链与瞬态交轴电流i_q的对应关系获得所有直轴电流下的交轴电感值。

优选地，上述磁同步电机交直轴电感测量方法，获得直轴电感的方法具体包括如下步骤：

(1)将交轴电流i_q设置为0，并注入非零的直轴电流，获取电机定子绕组电阻值；