[發明專利]永磁同步電機磁鏈離線辨識系統及方法

在審

• 申請號: 202010817047.2
• 申請日: 2020-08-14
• 公開（公告）號: CN111999644A
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 趙許強;張利軍;林顯琦
• 申請（專利權）人: 中車青島四方車輛研究所有限公司
• 主分類號: G01R31/34
• 分類號: G01R31/34;G01R33/12;G01R33/04;G01R33/038
• 代理公司: 青島清泰聯信知識產權代理有限公司 37256
• 代理人: 徐艷艷

1.永磁同步電機磁鏈離線辨識系統，用于永磁磁鏈的離線辨識，其特征在于，包括：

電機対拖平臺，與永磁同步電機的輸出軸連接；

數據采集單元，用于采集永磁同步電機的電機轉速信號和定子電流信號；

電機控制器，包括：

逆變單元，其三相輸出接永磁同步電機；

控制單元，與逆變單元連接，用于進行主動三相對稱短路控制；

計算單元，用于獲取電機轉速信號、定子電流信號，取定子電流信號的最大值為定子電流峰值，并根據定子電流峰值、電機轉速信號及已知的永磁同步電機的電機參數，計算永磁磁鏈ψ_f。

2.如權利要求1所述的永磁同步電機磁鏈離線辨識系統，其特征在于，所述主動三相對稱短路控制為同時導通所述逆變單元內三個逆變橋臂上的六個IGBT開關管，并保持導通狀態。

3.如權利要求1所述的永磁同步電機磁鏈離線辨識系統，其特征在于，所述數據采集單元包括：

電流傳感器，用于采集定子電流信號；

速度傳感器，用于實時采集電機轉速信號。

4.如權利要求1所述的永磁同步電機磁鏈離線辨識系統，其特征在于，所述電機參數包括d軸電感分量L_d，q軸電感分量L_q，定子電阻R_s，電機極對數n_p。

5.永磁同步電機磁鏈離線辨識方法，其特征在于，包括以下步驟：

將永磁同步電機拖動至額定轉速，并保持轉速穩定后，進行主動三相對稱短路控制，形成定子電流；

實時采集永磁同步電機的電機轉速信號，連續采集一個周期T_s內永磁同步電機的定子電流信號；

取定子電流信號的最大值為定子電流峰值；并根據電機轉速信號、定子電流峰值及已知的電機參數d軸電感分量L_d，q軸電感分量L_q，定子電阻R_s，電機極對數n_p，計算永磁磁鏈ψ_f。

6.如權利要求5所述的一種永磁同步電機磁鏈離線辨識方法，其特征在于，所述定子電流信號的周期T_s由下式可得：

其中，n_p為電機極對數，Speed為電機轉速信號。

7.如權利要求5所述的一種永磁同步電機磁鏈離線辨識方法，其特征在于，計算永磁磁鏈ψ_f的步驟為：

永磁同步電機dq旋轉坐標系下的狀態方程為：

其中，u_d定子電壓d軸分量，u_q為定子電壓q軸分量，R_s為定子電阻，i_d定子電流d軸分量，i_q為定子電流q軸分量，ω_e為同步角頻率，L_d為d軸電感分量、L_q為q軸電感分量，為微分算子；

主動三相對稱短路穩態時，u_d＝0，u_q＝0，將其代入式(2)得到：

求解式(3)可得i_d和i_q；

則定子電流峰值為：

根據式(4)可得永磁磁鏈為：

其中，

參數L_d、L_q、R_s、n_p、I_sm、Speed均已知，將式(6)代入式(5)即可計算得到永磁磁鏈ψ_f。