[發明專利]基于正弦擾動的永磁同步電機驅動系統機械參數辨識方法

在審

• 申請號: 201710960622.2
• 申請日: 2017-10-16
• 公開（公告）號: CN107733311A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 張僑
• 申請（專利權）人: 武漢英弗耐斯電子科技有限公司;上海力感電子科技有限公司
• 主分類號: H02P21/14
• 分類號: H02P21/14
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務所(普通合伙)42224
• 代理人: 方可

技術領域

本發明屬于同步電機控制技術領域，具體涉及一種基于正弦擾動的永磁同步電機驅動系統機械參數辨識方法。

背景技術

永磁同步電機最重要的機械參數包括轉動慣量和粘性摩擦系數；現有的永磁同步電機驅動系統的機械參數辨識方法的缺陷主要在于以下兩點：(1)需要施加比較復雜的加、減速過程；(2)需要比較繁瑣的系統辨識算法和積分微分計算來輔助計算。但是對于商業驅動器而言，其核心處理器往往是傾向于低成本的低速處理器，其性能上不適于加載運行較復雜的辨識算法和積分微分計算，因此限制了現有永磁同步電機驅動系統的機械參數辨識方法在工程上的應用和推廣。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種基于正弦擾動的永磁同步電機驅動系統機械參數辨識方法，其目的在于利用正弦擾動信號來獲取電機的轉動慣量和粘性摩擦系數，由此解決現有機械參數辨識方法需要復雜的加、減速過程并且計算量大的技術問題。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種基于正弦擾動的永磁同步電機驅動系統機械參數辨識方法，具體地，根據如下方法獲取轉動慣量：

(a)在永磁同步電機的交軸上注入一個周期的正弦擾動電流，并將永磁同步電機的直軸電流i_d設置為0；

(b)獲取轉子機械角速度的過零時間點t＝t₀處的瞬態交軸電流值i_q(t₀)；

(c)根據所述述的瞬態交軸電流值i_q(t₀)，

獲得轉動慣量

其中，p是指永磁同步電機極對數，ψ_m是指永磁磁鏈，ω_p是指機械角速度的實測峰值或谷值，ω_h是指注入擾動電流的頻率。

優選地，上述的永磁同步電機驅動系統機械參數辨識方法，在步驟(a)之后，根據如下方法獲取粘性摩擦系數：

(d)獲取機械轉子角速度的峰值時間點t＝t_p處所對應的交軸電流值i_q(t_p)；

(e)根據所述的交軸電流值i_q(t_p)，

獲得粘性摩擦系數

優選地，上述的永磁同步電機驅動系統機械參數辨識方法，根據如下步驟檢測轉子機械角速度的過零點：

(1)定義一個變量Polarity表示當前轉子機械角速度的正負值，若為正值，則Polarity＝1；若為負值，則Polarity＝-1；

(2)若當前采樣時刻(t＝T(k+1))的Polarity值與上一次采樣時刻(t＝Tk)所檢測到的Polarity值相反，則判定t＝Tk為轉子機械角速度的過零點。

總體而言，通過本發明所構思的以上技術方案與現有技術相比，能夠取得下列有益效果：

通過本發明提供的基于正弦擾動的永磁同步電機驅動系統機械參數辨識方法，可以在不施加復雜加速度過程和復雜系統辨識算法的情況下，只需要獲取轉子機械角速度峰值ω_r(t＝t_p)、轉子機械角速度峰值ω_r(t＝t_p)所對應的i_q(t＝t_p)，轉子機械角速度過零點ω_r(t＝t₀)所對應的i_q(t＝t₀)這些關鍵數據，就可以精確計算永磁同步電機驅動系統的轉動慣量和粘性摩擦系數；與現有技術需比較而言，不需要復雜的系統辨識算法和繁瑣的積分微分計算，具有快速簡單、計算量少的有益效果，對驅動器處理速度和性能要求不高，因此極適用于在工程上的應用和推廣。

附圖說明

圖1是實施例中檢測的永磁同步電機轉子機械角速度曲線示意圖；

圖2是實施例中檢測的永磁同步電機轉子交軸電流曲線示意圖；

圖3是實施例中轉子機械角速度過零點監測示意圖；

圖4是實施例中交軸電流的過零點監測示意圖。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。此外，下面所描述的本發明各個實施方式中所涉及到的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互組合。