[發明專利]一種測量三相永磁同步電動機初始靜態參數的方案

在審

• 申請號: 201410390361.1
• 申請日: 2014-08-06
• 公開（公告）號: CN104201961A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 吳靜;蔡凱;范艷
• 申請（專利權）人: 天津安一機電科技有限公司
• 主分類號: H02P21/14
• 分類號: H02P21/14
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域：

此發明是一種三相稀土永磁同步電動機的初始靜態參數的測量的方案。?

背景技術：

隨著稀土永磁同步電機的開發與應用擴大了永磁同步電動機在各個行業的應用，稀土永磁電機最顯著的性能特點是輕型化、高性能化、高效節能。在環境保護和能源節約的大環境下，稀土永磁電機的應用在工業方面的應用得到了飛快的發展。?

目前市場上三相稀土永磁同步電機的驅動控制裝置主要采用的是矢量控制或者直接轉矩控制方法。此類控制方法是建立在三相永磁電機的數學模型上的，因此需要得到電機的內阻及交直軸電感的準確參數，才能進行精確控制。對于無位置三相永磁同步電機的控制算法，更是需要電機的準確參數為依據。?

因此在對于第三方提供的三相永磁同步電機，目前主流的三相永磁同步電機主要有面裝式轉子和插入式轉子結構，其中面裝式定子氣隙均勻，其電感參數Lq＝Ld；而對于插入式轉子結構定子氣隙不均勻，一般情況下其電感參數Lq＞Ld，造成其相應的電機數據模型有差異。針對不同轉子結構的三相永磁同步電機，對控制裝置的要求是，能夠自動辨識其電氣基本參數。?

發明內容：

此發明主要目的是在三相稀土永磁同步電機的驅動控制驅動器拖動第三方電機前，對此電機的基本電氣參數的測量。進行此項工作，只需一臺電機驅動變頻器和被測電機，及相關的電纜連接配件等。其實現步驟包括：?

(a)對電機驅動器和被測電機進行有效電氣連接后，給驅動變頻器送電，?使驅動變頻器能達到正常工作狀態。?

(b)初始定位，通過兩次矢量電壓的給定，將電機轉子角度θ定位在電角度方向上，發送電壓矢量的大小，使采樣電流的大小為被測電機的100％額定電流。第一次電壓矢量方向為電角度，連續給定時間為5s，第二次電壓矢量方向為電角度，連續給定時間為10s，采樣相電流，計算電機的內阻Rs。?

(c)通過連續在電角度方向發送一定線性斜率的電壓矢量，使電流連續并達到電機額定電流200％。計算出電機直軸電感Ld。?

(d)清零輸出電壓矢量，等待延時5s，等待電機電流歸零。?

(f)第二次定位，發送電壓矢量，將電機轉子角度θ定位在

(h)通過連續在電角度方向發送一定線性斜率的電壓矢量，使電流連續并達到200％電機額定電流。計算出電機交軸電感Lq。?

(i)清零輸出電壓矢量，等待延時5s，等待電機電流歸零。?

附圖說明：

圖1是三相稀土永磁同步電機的控制結構示意圖。?

圖2是采用兩相導通方式的電壓向量示意圖。?

圖3是三相插入式稀土永磁同步電機直軸電感Ld和交軸電感Lq與電機電角度關系示意圖。?

圖4是三相表貼式稀土永磁同步電機直軸電感Ld和交軸電感Lq與電機電角度關系示意圖。?

圖5是進行永磁同步電動機參數檢測過程方案流程示意圖。?

具體實施方式：

永磁同步電動機的靜態參數主要包括電機內阻和電機電感，本發明的測量實施過程見圖5所示，首先測量的是電機的內阻，其后分別測量電機的直軸電感Ld和交軸電感Lq。在測試第三方電機時，先將電機外殼固定，防止在進行測試時，電機發生側翻或滾動，然后按照如圖1所示，將變頻器和待測電機進行電氣連接，將三相電源R、S、T輸入給變頻器直流供電。步驟S11：為避免定位失敗，定位分為兩步。第一步：在圖1所示中，先將VT6管導通，對VT3管進行PWM調制，其調制占空比D按照一定的上升斜率輸出，此時發出的電壓矢量為圖2所示Tbc方向，同時判斷電流的大小是否達到電機的額定電流值，如達到則保持輸出5s，然后使VT3調制占空比D按照一定的下降斜率輸出為0。第二步：在圖1所示中，先將VT4管導通，對VT1管進行PWM調制，其調制占空比D按照一定的上升斜率輸出，此時發出的電壓矢量為圖2所示Tab方向，這時電機會定位到如圖2所示Tab方向一致，即將電機的轉子定位在電角度的方向上，同時判斷電流的大小是否達到電機的額定電流值，如達到則保持輸出10s，并記錄保持階段的電流平均值Iav1。步驟S12：在取得電流平均值后，根據圖1所示，在11步驟的第二定位電流穩定時，電機的C相不導通沒有電流，在忽略電機漏感的情況下，此時永磁同步電動機線電壓方程為?由于電流穩定后，等式右邊的第二項為零，因此上式簡化為U_ab＝Iav1*2Rs，而U_ab＝D1*U_dc-2V_ce，最后可以得出電機內阻Rs的計算公式：?