[發明專利]一種磁鏈可調永磁輔助同步磁阻電機的多參數辨識方法

有效

• 申請號: 202010572541.7
• 申請日: 2020-06-22
• 公開（公告）號: CN111917350B
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發明（設計）人: 王政;余開亮;葉江川;李玉慶
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H02P21/14
• 分類號: H02P21/14;H02P21/20;H02P21/05;H02P25/098;H02P25/026;H02P27/08;H02P6/34
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 姜慧勤

1.一種磁鏈可調永磁輔助同步磁阻電機的多參數辨識方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，基于離線有限元電磁場分析建立靜態電感數據庫以及損耗數據庫；

步驟2，當磁鏈可調永磁輔助同步磁阻電機處于磁鏈轉矩控制時，設置高頻脈振磁鏈信號的頻率，分別向直軸、交軸注入高頻脈振磁鏈信號，并基于此對動態電感和高頻等效電阻進行辨識；

所述步驟2的具體過程如下：

步驟2.1，當磁鏈可調永磁輔助同步磁阻電機處于磁鏈轉矩控制時，設置高頻脈振磁鏈信號的頻率ω_h1，分別從直軸、交軸注入高頻脈振磁鏈信號，獲取直軸注入時穩態情況下脈振磁鏈幅值|λ_sh|、直軸電流i_d1，獲取交軸注入時穩態情況下脈振磁鏈幅值|λ_sh|、交軸電流i_q1；

步驟2.2，利用離散傅里葉分析方法分析直軸電流i_d1和交軸電流i_q1，得到直軸電流高頻分量幅值I_dh1和交軸電流高頻分量幅值I_qh1，結合此時高頻脈振磁鏈信號的幅值|λ_sh|，計算直軸動態電感和交軸動態電感

步驟2.3，當磁鏈可調永磁輔助同步磁阻電機處于磁鏈轉矩控制時，設置高頻脈振磁鏈信號的頻率ω_h2，從直軸注入高頻脈振磁鏈信號獲取穩態情況下直軸電壓u_d2、直軸電流i_d2；

步驟2.4，利用離散傅里葉分析方法分析直軸電壓u_d2和直軸電流i_d2，得到直軸電壓高頻分量幅值U_dh2和直軸電流高頻分量幅值I_dh2，結合此時高頻脈振磁鏈信號的頻率ω_h2計算高頻等效電阻R_eqh；

步驟3，停止高頻脈振磁鏈信號的注入，基于基頻分量、靜態電感數據庫以及損耗數據庫對定子電阻和永磁磁鏈進行辨識；

所述步驟3的具體過程如下：

步驟3.1，停止高頻脈振磁鏈信號的注入，設置永磁磁鏈初始值λ_pm(i)，i＝0；

步驟3.2，獲取穩態情況下的定子直軸電壓u_d、交軸電壓u_q，定子直軸電流i_d、交軸電流i_q，以及轉速ω_r；

步驟3.3，根據步驟1建立的靜態電感數據庫，利用當前永磁磁鏈λ_pm(i)和定子直軸電流i_d、交軸電流i_q獲得直、交軸靜態電感L_d、L_q；

步驟3.4，根據步驟1建立的損耗數據庫，利用當前永磁磁鏈λ_pm(i)和定子直軸電流i_d、交軸電流i_q獲得直、交軸損耗電流i_dF、i_qF；

步驟3.5，根據直、交軸損耗電流i_dF、i_qF，定子直軸電壓u_d、交軸電壓u_q，定子直軸電流i_d、交軸電流i_q，以及轉速ω_r，計算定子電阻R_s和永磁磁鏈λ_pm；

步驟3.6，將當前永磁磁鏈λ_pm(i)與步驟3.5計算得到的永磁磁鏈λ_pm進行對比，當誤差|λ_pm(i)-λ_pm|小于等于設定容許范圍λ_Δ時，執行步驟3.9；當誤差|λ_pm(i)-λ_pm|大于設定容許范圍λ_Δ時，執行步驟3.7；

步驟3.7，增加迭代計數i＝i+1；

步驟3.8，將永磁磁鏈設置為計算值λ_pm(i)＝λ_pm，返回步驟3.2；

步驟3.9，結束迭代過程，輸出定子電阻和永磁磁鏈的計算值；

步驟4，結合步驟2辨識的高頻等效電阻以及步驟3辨識的定子電阻對轉子溫度進行辨識，基于轉子溫度對不同矯頑力的永磁磁鏈進行分離；

所述步驟4的具體過程如下：

步驟4.1，獲取高矯頑力永磁體的溫度物理特性，建立其永磁磁鏈與溫度的數據表格λ_HCF＝LUT_T(T_r)；

步驟4.2，在工作前測定定子繞組溫度T₀，結合步驟2提供的初始時刻高頻等效電阻R_eqh(0)以及步驟3提供的初始時刻定子電阻R_s(0)，獲得轉子等效電阻初始值R_reqh(0)和轉子溫度初始值T_r0；

R_reqh(0)＝R_eqh(0)-R_s(0)

T_r0＝T₀

步驟4.3，結合步驟2提供的t時刻高頻等效電阻R_eqh(t)以及步驟3提供的t時刻定子電阻R_s(t)，計算高頻信號注入下轉子等效電阻R_reqh(t)及轉子溫度T_r；

R_reqh(t)＝R_eqh(t)-R_s(t)

其中，α為轉子等效電阻的溫度系數；

步驟4.4，根據高矯頑力永磁體的溫度特性，結合步驟4.3提供的轉子溫度計算其永磁磁鏈λ_HCF＝LUT_T(T_r)；

步驟4.5，根據高矯頑力的永磁磁鏈λ_HCF分離出低矯頑力的永磁磁鏈λ_LCF：

λ_LCF＝λ_pm-λ_HCF

其中，λ_pm為永磁磁鏈。