[發明專利]永磁同步電機靜態參數在線辨識的裝置與方法

有效

• 申請號: 201310323447.8
• 申請日: 2013-07-29
• 公開（公告）號: CN103427751A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 孔繁金;李慶松;吳茂剛;韋壽德
• 申請（專利權）人: 李慶松;孔繁金
• 主分類號: H02P21/14
• 分類號: H02P21/14
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 王潔;鄭暄

1.一種永磁同步電機靜態參數在線辨識的裝置，包括整流電源與母線電壓測量、逆Park變換單元、空間矢量脈寬調制器、三相逆變器、電流互感器、Carke變換單元、Park變換單元、角速度與角位置傳感器、位置與速度信號處理單元、三角函數發生器、階梯電壓發生器、脈沖電壓發生器、參數辨識單元、以及待辨識參數的永磁同步電機；階梯電壓發生器的輸出分別連接到逆Park變換單元的輸入端和參數辨識單元的輸入端；脈沖電壓發生器的輸出分別連接到逆Park變換單元的輸入端和參數辨識單元的輸入端；測試電壓指令u_d^*和u_q^*經逆Park變換單元變換成α-β坐標系下的電壓指令u_α^*和u_β^*送往空間矢量脈寬調制器的輸入端，再經空間矢量脈寬調制器變成三相電壓控制指令u_u^*、u_v^*、u_w^*送往三相逆變器的輸入端，再由三相逆變器變換成控制永磁同步電機的三相電流值i_u、i_v、i_w，流入永磁同步電機；通過電流互感器檢測到的永磁同步電機三相繞組中的電流i_u、i_v、i_w被送往坐標變換單元Carke變換單元和Park變換單元，經坐標變換變換后得到d、q軸上的電流i_d、i_q，再送往參數辨識單元進行參數辨識；從角速度與角位置傳感器得到的信號經位置與速度信號處理單元計算后得到的電角位置值θ_e被送入三角函數發生器，計算得到相應的Sinθ_e和Cosθ_e值，再送入逆Park變換單元和Park變換單元；從位置與速度信號處理單元計算得到的電角速度值ω_e被送往參數辨識單元，用來監測電機的轉動狀況；參數辨識單元的控制輸出端分別連接到階梯電壓發生器和脈沖電壓發生器的輸入端，用來控制階梯電壓發生器和脈沖電壓發生器的啟動或停止；整流電源與母線電壓測量為整個系統提供所需的電源，并輸出母線電壓u_m的測量值，其特征在于，在電機運行前或在運行過程中暫停的間隙，參數辨識單元控制階梯電壓發生器發出具有多級臺階的直軸階梯電壓信號或控制脈沖電壓發生器發出具有不同幅度的多組交軸脈沖電壓信號，經變換后輸入永磁同步電機，然后將電機中直軸電流或交軸電流的變化采集到參數辨識單元中，與此同時，這些具有多級臺階的直軸階梯電壓信號和具有不同幅度的多組交軸脈沖電壓信號也被采集到參數辨識單元中，在電機轉軸不發生轉動的前提下，辨識出電機的實時定子繞組電阻、直軸電感和交軸電感的值來。

2.一種基于權利要求1所述的裝置的永磁同步電機靜態參數在線辨識的方法，其特征在于，參數辨識單元連同階梯電壓發生器和脈沖電壓發生器在電機運行前或在運行過程中暫停的間隙對電機的參數進行在線辨識，在電機參數辨識過程中執行如下步驟：步驟一，電機的轉軸定位；步驟二，辨識定子繞組電阻R_s和測試電路的電壓降u_a0；步驟三，辨識直軸電感L_d；步驟四，辨識交軸電感L_q；步驟五，提高辨識結果的穩定性。

3.根據權利要求2所述的一種永磁同步電機靜態參數在線辨識的方法，其特征在于，所述的步驟一是使電機的轉軸定位到與所施加的電壓矢量相同的位置上；如果電機是處于尚未啟動的狀態，此時轉軸的角位置是不確定的；給電機施加一個直軸電壓，使電機的轉軸轉動到與所施加的電壓矢量相同的位置上去，然后撤銷所施加的直軸電壓；如果電機處于運行過程中暫停的間隙，此時轉軸的角位置是已知的，就跳過步驟一。