[發明專利]通用的永磁同步電機磁鏈離線辨識方法及系統

在審

• 申請號: 202010817061.2
• 申請日: 2020-08-14
• 公開（公告）號: CN112003529A
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 趙許強;甄遠偉;侯運昌;張家明
• 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: H02P21/14
• 分類號: H02P21/14;H02P25/022;H02P27/06
• 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.通用的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：

永磁同步電機在V/F控制下運行于最高工作頻率，運行穩定后，由V/F控制切換至主動三相對稱短路控制；

切換至主動三相對稱短路控制后，連續采集一個采集周期的定子電流信號；

取采集的定子電流信號的最大值為定子電流峰值，根據已知的d軸電感分量L_d及定子電流峰值計算永磁磁鏈ψ_f。

2.如權利要求1所述的通用的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采集周期為其中f_max為永磁同步電機的最高工作頻率。

3.如權利要求1所述的通用的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包括以下步驟：

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(1)得到：

求解公式(2)可得i_d和i_q；

則定子電流峰值為：

式(3)中，同步角頻率為：

其中，Speed為電機轉速，n_p為電機極對數；

若，0.8×電機轉速峰值≦Speed≦電機轉速峰值，則ω_e⁴ψ_f²L_d²遠大于ω_e²ψ_f²L_d²，ω_e⁴L_d²Lq²遠大于R_s⁴+2ω_e²L_dL_qR_s²，該電機轉速Speed下的定子電流峰值為：

則永磁磁鏈為：

ψ_f≈I_smL_d (6)

其中，I_sm為定子電流峰值；

將獲取的定子電流峰值I_sm及已知的d軸電感分量L_d代入式(6)即可計算永磁磁鏈ψ_f。

4.通用的永磁同步電機磁鏈離線辨識系統，其特征在于，包括電機控制器，所述電機控制器進一步包括：

逆變單元，其三相輸出端接永磁同步電機；

控制單元，與逆變單元連接，用于將V/F控制切換至主動三相對稱短路控制；

電流傳感器，與永磁同步電機連接用于采集定子電流信號；

計算單元，與電流傳感器連接，用于根據電流傳感器采集的定子電流信號，獲取定子電流峰值，并根據定子電流峰值及已知的d軸電感分量Ld，計算永磁磁鏈ψ_f。

5.如權利要求4所述的通用的永磁同步電機磁鏈離線辨識系統，其特征在于，進一步包括直流電源及一對控制開關，所述直流電源兩端分別通過一個控制開關為電機控制器供電。

6.如權利要求5所述的通用的永磁同步電機磁鏈離線辨識系統，其特征在于，電機控制器切換至主動三相對稱短路控制時，控制開關處于常開狀態。

7.如權利要求4-6任一項所述的通用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。