[發明專利]永磁同步電機的電感辨識方法、系統、介質及終端

在審

• 申請號: 202110990218.6
• 申請日: 2021-08-26
• 公開（公告）號: CN113691183A
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發明（設計）人: 趙健平;馬少才;喬震宇
• 申請（專利權）人: 上海儒競智控技術有限公司
• 主分類號: H02P21/14
• 分類號: H02P21/14;H02P25/022;H02P21/24
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 趙詩雨

本發明提供一種永磁同步電機的電感辨識方法、系統、介質及終端；所述方法包括以下步驟：向永磁同步電機直軸注入第一方波高頻電壓，和/或向其交軸注入第二方波高頻電壓；基于第一方波高頻電壓獲取第一直軸反饋電流，和/或基于第二方波高頻電壓獲取第一交軸反饋電流；基于第一方波高頻電壓和第一直軸反饋電流計算永磁同步電機的直軸電感，和/或基于第二方波高頻電壓和第一交軸反饋電流計算永磁同步電機的交軸電感；本發明通過向永磁同步電機的直軸和/或交軸注入方波高頻電壓，注入頻率可達千赫茲級別甚至開關頻率，使等效感抗很大，電阻所占分量大大減小，從而可進一步忽略電阻影響，進而提高永磁同步電機電感辨識的準確可靠性。

技術領域

本發明屬于永磁同步電機技術領域，特別是涉及一種永磁同步電機的電感辨識方法、系統、介質及終端。

背景技術

永磁同步電機具有體積小、效率高及功率因數高等優點，已廣泛應用各類電力傳動行業，為發揮永磁同步電機的高性能，目前普遍采用基于轉子磁鏈定向的矢量控制，在矢量控制中不僅需要知道轉子位置信息，也需要進行電流環控制，由于成本、應用環境的限制，轉子位置信息越來越流行使用無位置傳感器控制方法獲取，這類無位置傳感器控制方法和電流環控制對電機參數(電阻和電感)具有很強的依賴性，電機參數的準確性直接影響位置的準確性和電流控制的性能，不準確的電機參數會導致電機效率和性能下降甚至電機失控，但由于實際電機生產的差異性，量大以后再離線測量電機參數是一個巨大的工作量；以及某些特殊的電機(壓縮機電機電阻普遍只有幾百甚至幾十毫歐，直/交軸電感無法直接測量)無法直接獲取電機參數；所以，迫切需要一種不需要人力參與的自動離線參數辨識方法。

目前，對于永磁同步電機電阻電感參數辨識已有很多研究方法，現有永磁同步電機的電感辨識采用正弦高頻注入方法，即在電機的直軸/交軸(d/q軸)或者α/β軸上同時施加高頻正弦電壓，忽略電阻影響，將電機等效為純電感模型，然后再通過同步軸高通濾波器和低通濾波器或者DFT(離散傅里葉變換)等提取高頻響應電流正負序分量，最后由正負序電流分量計算得到d/q軸電感，這類方法理論上可以測得電機電感參數，但實際實現時具有以下缺點：

(1)注入的正弦電壓頻率有限(注入頻率普遍在200-500Hz左右)，感抗不夠大，無法完全忽略電阻影響，降低最終電感參數精度。

(2)由于注入頻率不高，有效電流信號頻率不高，此類方法需要使用一系列濾波器，使得濾波器截止頻率也不高，與基波電流頻率差別不大，容易導致信號衰減，最終導致計算得到電感參數偏大。

(3)由于注入頻率不高，感抗不夠大，注入電壓幅值有限，逆變器死區和非線性影響無法完全忽略。

(4)此類方法從注入電壓到信號提取都比較復雜，運算量大。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種永磁同步電機的電感辨識方法、系統、介質及終端，用于解決現有采用正弦高頻注入方法，辨識永磁同步電機的電感，存在的由于注入頻率不高，導致電感參數偏差大的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種永磁同步電機的電感辨識方法，包括以下步驟：向永磁同步電機的直軸注入第一方波高頻電壓，和/或向所述永磁同步電機的交軸注入第二方波高頻電壓；基于所述第一方波高頻電壓獲取所述永磁同步電機的第一直軸反饋電流，和/或基于所述第二方波高頻電壓獲取所述永磁同步電機的第一交軸反饋電流；基于所述第一方波高頻電壓和所述第一直軸反饋電流計算所述永磁同步電機的直軸電感，和/或基于所述第二方波高頻電壓和所述第一交軸反饋電流計算所述永磁同步電機的交軸電感。

于本發明的一實施例中，向所述直軸注入所述第一方波高頻電壓，和/或向所述交軸注入所述第二方波高頻電壓之前，所述永磁同步電機的電感辨識方法還包括以下步驟：確定所述永磁同步電機轉子的目標位置；向所述永磁同步電機輸入直軸電流指令和交軸電流指令，以將所述轉子在所述目標位置對應的位置角度卡死；所述交軸電流指令中對應的預設交軸電流為零。