[发明专利]一种直流无刷电机电枢等效电阻电感测量方法

权利要求书

1.一种直流无刷电机电枢等效电阻电感测量方法，其特征在于，该测量方法基于一测量系统实现，所述测量系统包括有电机驱动电路(1)、直流无刷电机(3)、阻容网络(4)和频率特性分析仪(5)，所述方法包括有如下步骤：

步骤S1，将所述电机驱动电路(1)和直流无刷电机(3)建立连接，进而搭建电机驱动回路；

步骤S2，将所述阻容网络(4)搭接于所述电机驱动电路(1)中电流误差闭环放大器的两端，通过对所述阻容网络(4)中不同阻容元件的搭配，得到不同的电流环控制器形式；

步骤S3，已知所述电机驱动电路(1)内部电流输入放大器集成有电阻，将所述阻容网络(4)选择为单电阻，根据该单电阻阻值与内部电流输入放大器集成电阻阻值的比值，得到电流环控制器的比例增益；

步骤S4，已知所述直流无刷电机(3)等效电阻和等效电感的数学模型为一阶惯性系统，则当电流环控制器为比例环节时，推导得出电流环的闭环传递函数的理论数学模型表达式；

步骤S5，将所述频率特性分析仪(5)的扫频信号施加于所述电机驱动电路(1)的电流给定端，并由所述频率特性分析仪(5)实时采集所述电机驱动电路(1)的电流监测端信号；

步骤S6，将所述电机驱动电路(1)的电流监测端信号与所述频率特性分析仪(5)的扫频信号进行比较分析，藉由所述频率特性分析仪(5)的分析测试功能，得到所述直流无刷电机(3)的电流闭环频率特性曲线；

步骤S7，对所述电流闭环频率特性曲线进行数学拟合，得到电流闭环控制系统实测曲线的数学表达式，并将拟合曲线与实测曲线进行对比仿真分析；

步骤S8，将实测曲线的数学表达式与所述理论数学模型相比较，计算得出所述直流无刷电机(3)等效电阻和等效电感的取值；

步骤S9，将所述阻容网络(4)设置为电阻与电容相串联的形式，得出电流环控制器在频域的数学模型为比例积分环节；

步骤S10，重复执行步骤S4，当电流环控制器为比例积分控制器时，推导电流闭环控制系统的理论数学模型表达式；

步骤S11，重复步骤S5至步骤S8，再次得出所述直流无刷电机(3)等效电阻和等效电感的取值；

步骤S12，利用频率特性仿真软件，将实测曲线和理论仿真曲线进行对比，比较得出实测值与理论值的差别；

步骤S13，将两次测试得出的等效电感和等效电阻的取值进行对比，验证所述电流环控制器分别设计为比例环节和比例积分环节时，对所述等效电阻和等效电感的测试准确度。

2.如权利要求1所述的直流无刷电机电枢等效电阻电感测量方法，其特征在于，所述步骤S1中，搭建电机驱动回路的过程包括：将所述电机驱动电路(1)的三相桥输出端分别连接于所述直流无刷电机(3)的三相绕组(15、16、17)，将所述直流无刷电机(3)内置霍尔传感器的三相输出端(12、13、14)分别连接于所述电机驱动电路(1)的三相霍尔信号输入端(HALLA、HALLB、HALLC)。

3.如权利要求1所述的直流无刷电机电枢等效电阻电感测量方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述电流环控制器的数学表达式为：

其中，u_o(s)为所述直流无刷电机(3)电枢绕组的输入电压，直接作用于等效电阻和等效电感，进而为所述直流无刷电机(3)的电枢供电，R_n为内部电流输入放大器集成电阻阻值，Z为所述电流环控制器的内部阻抗，Z的取值与R_n相同，s为频率域变量，i_in(s)为输入电流，i_out(s)为输出电流，i_e(s)为电流误差。

4.如权利要求3所述的直流无刷电机电枢等效电阻电感测量方法，其特征在于，所述步骤S4中，当电流环控制器为比例环节时，电流环的闭环传递函数为：

其中，R_d和L_d分别为所述直流无刷电机(3)电枢的等效电阻和等效电感，s为频率域变量。