[发明专利]永磁同步电机参数测量方法、装置及控制设备

说明书

本申请实施例提供了一种永磁同步电机参数测量方法、装置及控制设备，其中，该方法包括：在永磁同步电机处于静止状态时，控制永磁同步电机以恒定的电磁转矩加速至预设转速，并记录第一数据在永磁同步电机加速过程中的数值变化；停止对永磁同步电机的加速控制，使永磁同步电机在外界摩擦力的作用下减速至静止状态，并记录第一数据在永磁同步电机减速过程中的数值变化；基于电磁转矩、第一数据在永磁同步电机加速过程中的数值变化、以及第一数据在永磁同步电机减速过程中的数值变化，计算得到永磁同步电机的转动惯量和粘性摩擦系数。本方案可以在永磁同步电机离线的情况下对其转动惯量和粘性摩擦系数进行测量，且操作较简单、计算量较小。

技术领域

本申请涉及永磁同步电机技术领域，特别是涉及一种永磁同步电机参数测量方法、装置及控制设备。

背景技术

随着现代工业自动化技术的飞速发展，永磁同步电机因其体积小、效率高、过载能力强、可靠性高、响应速度快等优点，以及高启动力矩、高功率密度、转子转动惯量小等特点，在伺服领域中占有重要位置。伴随着永磁同步电机在伺服领域中应用范围的不断扩大，必然也会使人们对其性能方面的要求不断提高，尤其是跟踪精度和鲁棒性方面。在这种情况下，国内外的学者先后提出了许多控制策略，以优化伺服控制系统的设计，但其中大多数控制策略都需要在获知精确的永磁同步电机参数的前提下才能实现。

一般来说，可以直接从永磁同步电机的铭牌上获得该电机的额定参数，但由于在伺服控制系统中，对永磁同步电机施加的是PWM（Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制）方波电压信号，永磁同步电机内会产生一系列谐波电压，再加上永磁同步电机在实际工作中还会受磁路的饱和现象、集肤效应、温升影响、永磁体磁性退化等影响，导致永磁同步电机参数易发生变化。其中，永磁同步电机的转动惯量和粘性摩擦系数的变化对伺服控制系统的动态响应性能影响较大，在准确获知永磁同步电机的转动惯量和粘性摩擦系数后，可以更新对伺服控制系统的控制策略，以减轻永磁同步电机的参数误差对伺服控制系统性能的影响。而目前现有技术中对永磁同步电机转动惯量和粘性摩擦系数的测量过程较复杂、计算量较大，不便于在工程上应用和推广，因此，如何更便捷地获取永磁同步电机的转动惯量和粘性摩擦系数，是本领域亟需解决的技术问题。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种永磁同步电机参数测量方法、装置及控制设备，以更便捷地获取永磁同步电机的转动惯量和粘性摩擦系数。具体技术方案如下：

本申请第一方面的实施例提供了一种永磁同步电机参数测量方法，包括：

在永磁同步电机处于静止状态时，控制所述永磁同步电机以恒定的电磁转矩加速至预设转速，并记录第一数据在所述永磁同步电机加速过程中的数值变化；其中，所述预设转速至少为所述永磁同步电机的额定转速的50%；所述第一数据包括采样时刻以及所述采样时刻对应的所述永磁同步电机的转速值；

停止对所述永磁同步电机的加速控制，使所述永磁同步电机在外界摩擦力的作用下减速至静止状态，并记录所述第一数据在所述永磁同步电机减速过程中的数值变化；

基于所述电磁转矩、所述第一数据在所述永磁同步电机加速过程中的数值变化、以及所述第一数据在所述永磁同步电机减速过程中的数值变化，计算得到所述永磁同步电机的转动惯量和粘性摩擦系数。

根据本申请第一方面的实施例提供的永磁同步电机参数测量方法，在永磁同步电机处于静止状态时，控制永磁同步电机以恒定的电磁转矩加速至预设转速后停止加速，使永磁同步电机在外界摩擦力的作用下自由减速至静止状态，即可根据在加速过程及减速过程中记录的数据变化计算得到永磁同步电机的转动惯量和粘性摩擦系数。可见，应用本申请实施例提供的永磁同步电机参数测量方法，可以在永磁同步电机离线的情况下对其转动惯量和粘性摩擦系数进行测量，且操作较简单、计算量较小，更适于在工程上应用和推广。