[发明专利]永磁同步电机电气参数自动识别方法及系统

说明书

本发明公开了一种永磁同步电机电气参数自动识别方法及系统，包括：1)指令电压设定部：设定d、q轴对应指令电压，使得电机在额定转速附近运行；2)d、q轴对应电流i_d和i_q计算部：通过采集三相电流霍尔传感器的值i_a,i_b,i_c，计算出对应d、q轴对应电流i_d和i_q；3)伺服电机电角速度计算部：通过检测伺服电机在采用时间内的角度变化，计算出对应的角速度，并根据伺服电机的极对数计算出对应的电角速度；4)电机电气参数自动辨识部：辨识出对应电机的所有相关电气参数。本发明能快速识别出电机的所有相关电气参数，识别过程通过设定电压让电机工作在额定转速附近，可测得比较准确的电流和转速，保证电机电气参数的识别精度。

技术领域

本发明涉及伺服电机控制技术领域，尤其涉及一种永磁同步电机电气参数自动识别方法及系统。

背景技术

永磁同步电机具有体积小、响应快、功率高等优势，在新能源汽车、数控机床以及机器人等设备得到广泛的应用。目前，市场上现有的永磁同步电机控制系统(或者驱动器)一般都是采用矢量控制方法或者直接转矩控制算法。这些方法的高性能控制直接依赖于永磁同步电机的电气参数。欧美等先进国家的电机供应商都是提供整体的控制系统，即电机与其驱动器是整套打包销售。这种模式的优势在于能准确设计电机的电气参数，并根据其参数设计对应的高性能控制算法。随着分工的不断细化以及我国的国情发展，出现了很多单独生产电机或者电机驱动器的厂家。因此，如何适应不同厂家生产电机的参数，进而获得高性能的控制，急需解决的问题。

专利文献CN103066913B公开了一种伺服电机参数识别系统及方法。该方法根据永磁同步电机的等效方程，外部输入一个较小的电流矢量，并保持电机在静止状态，通过采集此时的电机电流来计算出对应的电机参数。

上述公开专利文献提供的方法存在以下的问题：

1)专利文献提供方法要求电机控制器输入一个电流指令，但要保证电机处于静止状态。然而电机在不转的情况下，三相电流非常小，电流波形会出现畸变；此外，功率器件IGBT或者IPM的高频开关作用产生的谐波会干扰电流。因此，检测出来的电流值存在较多噪声，通过被“污染”的检测电流值来计算电机的参数，存在较大的误差。

2)专利文件只提供计算电机部分参数的方法，如电阻R、电感Ld和Lq，缺乏电机磁链等参数的辨识，还不足于满足电机高性能控制的所有参数要求。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种永磁同步电机电气参数自动识别方法及系统，该方法及系统利用电机在额定转速附近的电流和转速的优异性能，自动辨识出电机所有相关的电气参数。

为实现上述目的，本发明提供了一种永磁同步电机电气参数自动识别方法，包括以下步骤：

1)电机参数辨识，设定电压；

2)计算伺服电机d、q轴电流i_d和i_q；

3)计算伺服电机的电角速度ω_e；

4)辨识伺服电机电气参数。

进一步地，所述步骤1)具体为：

③电机参数辨识，电机在dq坐标系上的等价方程如下：