[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

本發明公開了一種磁鏈可調永磁輔助同步磁阻電機的多參數辨識方法，在轉矩磁鏈控制算法的配合下，本發明提出的參數辨識方法主要分為四個步驟：步驟A是基于離線有限元電磁場分析建立的靜態電感數據表以及鐵損電流數據表；步驟B是基于高頻分量的高頻等效電阻和動態電感辨識；步驟C是基于基頻分量的定子電阻和永磁磁鏈辨識；步驟D是不同矯頑力磁鏈分離以及轉子溫度辨識。本發明方法不僅可以實現磁鏈可調永磁輔助同步磁阻電機的靜/動態電感，定子電阻，永磁磁鏈，轉子溫度等多物理參數的在線辨識，而且還能實現低矯頑力永磁磁鏈的動態分離。

技術領域

本發明涉及一種磁鏈可調永磁輔助同步磁阻電機的多參數辨識方法，屬于電機參數辨識技術領域。

背景技術

磁鏈可調永磁輔助同步磁阻電機采用永磁和直軸電流混合勵磁方式，采用永磁轉矩輔助磁阻轉矩，轉子無銅耗，且轉子中引入了磁鏈可調的低矯頑力永磁體，因此該類電機在轉矩密度、功率因數、效率、調磁能力、容錯方面具有良好的綜合電機性能。磁鏈可調永磁輔助同步磁阻電機的高性能控制和提升轉矩性能離不開電機模型參數的在線識別。

現有永磁同步電機的參數辨識主要分為以下幾類：1)基于電機基頻分量的電機參數辨識方法。一般而言電機狀態方程數常少于需要辨識的參數量，需要采用了部分參數額定值設定，擾動注入等方法解決這種電機參數辨識的欠秩問題。2)基于電機高頻電壓和電流信號模型的電機參數辨識方法。通過向電機注入高頻電壓信號或磁鏈激勵信號，提取高頻電壓或電流響應信號，進而根據電機的高頻信號數學模型實時觀測電機電感等參數。3)基于電阻、磁鏈等參數溫度物理特性的電機參數辨識方法。通過反電勢法和高頻信號注入方法，結合溫度物理特性對定子電阻和永磁磁鏈參數進行在線辨識。

與傳統的永磁同步電機不同，磁鏈可調永磁輔助同步磁阻電機具有磁場空間諧波豐富、交/直軸電流耦合緊密、轉子凸極性強、參數非線性時變的固有特點，因此給電機的參數在線辨識帶來了難題。在穩定控制轉矩的前提下，如何實現磁鏈可調永磁輔助同步磁阻電機的多參數辨識成為電機高性能控制以及廣泛工業應用亟待解決的問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種磁鏈可調永磁輔助同步磁阻電機的多參數辨識方法，將參數辨識方法與離線有限元電磁場分析、數據存儲、數據擬合相結合，綜合考慮了空間磁場諧波、磁飽和、交/直軸耦合、溫度變化等多因素對電機模型的影響，實現參數辨識期間轉矩無脈動。

本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案：

一種磁鏈可調永磁輔助同步磁阻電機的多參數辨識方法，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；

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；

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。

作為本發明的一種優選方案，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；