一種永磁同步電機交直軸電感在線辨識方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及電機驅(qū)動控制領域，尤其涉及一種永磁同步電機交直軸電感在線辨識 方法和系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002] 在電機矢量控制算法對電機的參數(shù)有很強的依賴性，其中電感是最重要的參數(shù)， 這是一個隨著電流不斷變化的參數(shù)。獲得準確的電感參數(shù)對于電機控制效率提升、電機轉(zhuǎn) 速準確估計、電流環(huán)控制精度、弱磁控制等各個環(huán)節(jié)中都扮演者非常重要的角色。
[0003]目前對于電感參數(shù)的使用更多的是采用出廠的數(shù)據(jù)，然后對交軸及直軸參數(shù)進行 簡單調(diào)制并對參數(shù)進行固化。采用一個固定的值運行在各個工況，這必然會導致系統(tǒng)效率 不能最優(yōu)運行。因此，有必要在線辨識出電機的交直軸電感參數(shù)。同時，如果通過辨識的電 感參數(shù)也可以判斷電機定子繞組是否正常。如果電機定子出現(xiàn)短路故障，必將使得電機電 感參數(shù)不準。并且目前在線辨識電機參數(shù)都需要存儲大量的數(shù)據(jù)，難以實現(xiàn)工程化推廣。
[0004] 電感隨著電流進行實時的更新，因此需要按照速度環(huán)的速率對電感進行在線更 新。由于對電感參數(shù)更新的速率比較快，因此所使用的算法必須具有很強的工程實踐推廣 的可行性。在此基礎上產(chǎn)生了本發(fā)明所述的一種永磁同步電機交直軸電感在線辨識方法和 系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術問題是針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種計算簡單、結(jié)果準 確的永磁同步電機交直軸電感在線辨識方法和系統(tǒng)。
[0006] 本發(fā)明解決上述技術問題的技術方案如下：一種永磁同步電機交直軸電感在線辨 識方法，包括如下步驟：
[0007] Sl，分別獲取前一次的直軸電感值、交軸電感值、q軸電壓值和d軸電壓值；
[0008] S2,將Sl中獲取的前一次的直軸電感值、交軸電感值、q軸電壓值和d軸電壓值 分別代入直軸電感計算公式和交軸電感計算公式，分別計算當前的直軸電感值和交軸電感 值。
[0009] 在上述技術方案的基礎上，本發(fā)明還可以做如下改進。
[0010] 進一步，S2中，所述直軸電感計算公式為：
[0012] 其中，Ld(N)為當前的直軸電感值，Ld(N-I)為前一次計算的直軸電感值，V' q(N-l) 為前一次測量的q軸電壓值，Id(N)為當前測量的d軸電流值，ω (N)為當前測量的轉(zhuǎn)子角 速度值，N為第N次取值，且N為大于等于2的整數(shù)，當N = 2時，Ld (N-I) = Ld (l)，V'q (N-I) =V'q(l)，Ld(l)和V'q(l)均為預定初始值。
[0013] 進一步，S2中，所述交軸電感計算公式為：
[0015] 其中，Lq(N)為當前的交軸電感值，Lq(N-I)為前一次計算的交軸電感值，V' d(N-I) 為前一次測量的d軸電壓值，Iq(N)為當前測量的q軸電流值，ω (N)為當前測量的轉(zhuǎn)子角 速度值，N為第N次取值，且N為大于等于2的整數(shù)，當N = 2時，Lq (N-I) = Lq (1)，V'd (N-I) =V'd(l)，Lq(l)和V'd(l)均為預定初始值。
[0016] 進一步，計算出的多個直軸電感值連續(xù)M次超過直軸電感閾值和/或多個交軸電 感值連續(xù)M次超過交軸電感閾值時，所述永磁同步電機報警停機，其中M為大于0的整數(shù)。
[0017] 進一步，所述當前和前一次的時間間隔為250 μπι。
[0018] 本發(fā)明解決上述技術問題的另一種技術方案如下：一種永磁同步電機交直軸電感 在線辨識系統(tǒng)，包括參數(shù)獲取模塊、當前直軸電感計算模塊和當前交軸電感計算模塊；
[0019] 所述參數(shù)獲取模塊用于分別獲取前一次的直軸電感值、交軸電感值、q軸電壓值和 d軸電壓值；
[0020] 所述當前直軸電感計算模塊用于將所述參數(shù)獲取模塊獲取的前一次的直軸電感 值和q軸電壓值代入直軸電感計算公式，計算當前的直軸電感值；
[0021] 所述當前交軸電感計算模塊用于將所述參數(shù)獲取模塊獲取的前一次的交軸電感 值和d軸電壓值代入交軸電感計算公式，計算當前的交軸電感值。
[0022] 在上述技術方案的基礎上，本發(fā)明還可以做如下改進。
[0023] 進一步，所述直軸電感計算公式為：
[0025] 其中，Ld(N)為當前的直軸電感值，Ld(N-I)為前一次計算的直軸電感值，V' q(N-l) 為前一次測量的q軸電壓值，Id(N)為當前測量的d軸電流值，ω (N)為當前測量的轉(zhuǎn)子角 速度值，N為第N次取值，且N為大于等于2的整數(shù)，當N = 2時，Ld (N-I) = Ld (l)，V'q (N-I) =V'q(l)，Ld(l)和V'q(l)均為預定初始值。
[0026] 進一步，所述交軸電感計算公式為：
[0028] 其中，Lq(N)為當前的交軸電感值，Lq(N-I)為前一次計算的交軸電感值，V' d(N-I) 為前一次測量的d軸電壓值，Iq(N)為當前測量的q軸電流值，ω (N)為當前測量的轉(zhuǎn)子角 速度值，N為第N次取值，且N為大于等于2的整數(shù)，當N = 2時，Lq (N-I) = Lq (1)，V'd (N-I) =V'd(l)，Lq(l)和V'd(l)均為預定初始值。
[0029] 進一步，所述當前直軸電感計算模塊計算出的多個直軸電感值連續(xù)M次超過直軸 電感閾值和/或所述當前交軸電感計算模塊計算出的多個交軸電感值連續(xù)M次超過交軸電 感閾值時，所述永磁同步電機報警停機，其中M為大于0的整數(shù)。
[0030] 進一步，所述當前和前一次的時間間隔為250 μm。
[0031] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明將遞推最小二乘法算法運用在永磁同步電機上，能 夠?qū)崟r在線辨識永磁電機的直軸電感和交軸電感，本發(fā)明實現(xiàn)簡單，不需要大量存儲數(shù)據(jù)， 計算量小，計算結(jié)果準確，具有很好的工程實踐推廣價值，并適用于不同種類的永磁同步電 機，比如凸級式和表貼式等。
【附圖說明】
[0032] 圖1為本發(fā)明實施例一所述永磁同步電機交直軸電感在線辨識方法流程圖；
[0033] 圖2為本發(fā)明實施例二所述永磁同步電機交直軸電感在線辨識系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0034] 圖3為本發(fā)明具體示例中d軸電流變化曲線圖；
[0035] 圖4為本發(fā)明具體示例中直軸電感變化曲線圖；
[0036] 圖5為本發(fā)明具體示例中q軸電流變化曲線圖；
[0037] 圖6為本發(fā)明具體示例中交軸電感變化曲線圖。
【具體實施方式】
[0038] 以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并 非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0039] 圖1為本發(fā)明實施例一所述永磁同步電機交直軸電感在線辨識方法流程圖。
[0040] 如圖1所示，一種永磁同步電機交直軸電感在線辨識方法，包括如下步驟：
[0041] Sl，分別獲取前一次的直軸電感值、交軸電感值、q軸電壓值和d軸電壓值。
[0042] S2,將Sl中獲取的前一次的直軸電感值、交軸電感值、q軸電壓值和d軸電壓值 分別代入直軸電感計算公式和交軸電感計算公式，分別計算當前的直軸電感值和交軸電感 值。
[0043] 直軸電感計算公式和交軸電感計算公式均是基于電機旋轉(zhuǎn)方程得到。以轉(zhuǎn)子磁場 定向按照轉(zhuǎn)子同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)得到的電機矢量方程如式（1)所示：
[0045] 其中，VdS d軸電壓值，V q為q軸電壓值，R為電機電阻值，L ,為直軸電感值，L q為 交軸電感值，。為d軸電流值，I q為q軸電流值，p為微分系數(shù)，ω為轉(zhuǎn)子角速度值，Ke為轉(zhuǎn) 子磁鏈值。
[0046] 在永磁同步電機處于穩(wěn)態(tài)時，此時微分系數(shù)ρ取值為0,式（1)可等效為式（2):
[0048] 對式⑵進行變化，可得到如下所述式⑶：
[0050] 其中，u' d、V q表達式如下所述式（4):
[0052] 本發(fā)明使用遞推最小二乘法來計算直軸電感值和交軸電感值。
[0053] 用Y(N)表示式（3)中的
：a即
Φ (N)表示
，則有 Y(N) = Φ (N) n (N)，其中，Y(N)、Φ (N)、n (N)分別 代表輸出、變化矩陣和輸入，其中N為第N次取值，且N為大于等于2的整數(shù)。
[0054] 根據(jù)遞推最小二乘法得到實時輸入，如下述式（5):
[0059] gfiV)為當前的輸入，為前一次的輸入，K和P分別為中間變量一和中間 變量二，K(N)為當前的中間變量一的值，P(N)為當前的中間變量二的值，Φτ(N)為Φ (N)的 轉(zhuǎn)置，I為單位矩陣，P(N-I)為前一次的中間變量二的值。
[0060] 根據(jù)上述等式，并假設電感的初始值設置為較大，則可以得到：
[0063] 式（6)和式（7)分別為直軸電感計算公式和交軸電感計算公式；其中
[0064] 式（6)中，Ld(N)為當前的直軸電感值，Ld(N-I)為前一次計算的