本申請涉及電力拖動技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種永磁同步電機(jī)的自動標(biāo)定方法、系統(tǒng)和控制器。

背景技術(shù)：

在對永磁同步電機(jī)進(jìn)行控制時，一般利用最大轉(zhuǎn)矩電流比算法對永磁同步電機(jī)的驅(qū)動電流和轉(zhuǎn)矩進(jìn)行優(yōu)化匹配，對于隱極式永磁同步電機(jī)來說，交軸電感與直軸電感不相等，永磁同步電機(jī)存在兩部分轉(zhuǎn)矩，分別是永磁轉(zhuǎn)矩和磁阻轉(zhuǎn)矩。為了尋找驅(qū)動電流和轉(zhuǎn)矩的最佳匹配，即使用最小的電流得到最大的轉(zhuǎn)矩，一般采用拉格朗日極值定理的方法對轉(zhuǎn)矩方程T_em＝1.5p[ψ_fi_q+(L_d-L_q)i_di_q]進(jìn)行運算，從中找出交軸和直軸的電流偏導(dǎo)，從而求出電流和轉(zhuǎn)矩的最優(yōu)匹配，進(jìn)而實現(xiàn)利用最小的驅(qū)動電流得到最大的轉(zhuǎn)矩。

在對上述轉(zhuǎn)矩方程進(jìn)行求解過程中，利用與得到單位扭矩所對應(yīng)的最小的交軸電流和直軸電流進(jìn)行最優(yōu)匹配，但是在實際運行中，永磁同步電機(jī)的交軸電感與直軸電感與電機(jī)的交軸電流、直軸電流的電流和溫度均成非線性關(guān)聯(lián)，且可測量難度極大，因此一般通過標(biāo)定驅(qū)動電流對應(yīng)的實際輸出的轉(zhuǎn)矩進(jìn)行驅(qū)動電流與轉(zhuǎn)矩的最優(yōu)匹配。

現(xiàn)在一般采用人工方式對永磁同步電機(jī)進(jìn)行標(biāo)定，操作人員利用臺架手動標(biāo)定電機(jī)數(shù)據(jù)，整個過程需要經(jīng)過大量標(biāo)定工作量得到一個三維數(shù)表(其中包含驅(qū)動電流、與驅(qū)動電流對應(yīng)的最大轉(zhuǎn)矩和與該最大轉(zhuǎn)矩對應(yīng)的電流角度)，標(biāo)定完成后的數(shù)據(jù)三維數(shù)表需要通過外部運算設(shè)備進(jìn)行后處理，將其轉(zhuǎn)換為適合電機(jī)軟件程序的數(shù)據(jù)單位扭矩集成到電機(jī)控制器當(dāng)中，且需要對該三維數(shù)表進(jìn)行大量復(fù)雜的手工計算最終轉(zhuǎn)換為電機(jī)控制器可應(yīng)用的數(shù)據(jù)。整個工作過程繁瑣，效率較低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本申請?zhí)峁┮环N永磁同步電機(jī)的自動標(biāo)定方法、系統(tǒng)和控制器，用于對永磁同步電機(jī)的電流與轉(zhuǎn)矩進(jìn)行最優(yōu)匹配，以解決傳統(tǒng)手動標(biāo)定工作過程繁瑣、效率較低的問題。

為了實現(xiàn)上述目的，現(xiàn)提出的方案如下：

一種永磁同步電機(jī)的自動標(biāo)定方法，包括如下操作：

啟動永磁同步電機(jī)：以預(yù)設(shè)電流初始值和預(yù)設(shè)電流初始角度的驅(qū)動電流作為當(dāng)前驅(qū)動電流驅(qū)動所述永磁同步電機(jī)運轉(zhuǎn)；

記錄電機(jī)轉(zhuǎn)矩：將所述當(dāng)前驅(qū)動電流的電流角度按預(yù)設(shè)角度標(biāo)定步長進(jìn)行增加，直到預(yù)設(shè)角度標(biāo)定限值，并記錄每次增加后所述永磁同步電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩值和與所述轉(zhuǎn)矩值相對應(yīng)的電流角度；當(dāng)所述當(dāng)前驅(qū)動電流的電流角度達(dá)到或超過預(yù)設(shè)角度標(biāo)定限值時執(zhí)行計算最大轉(zhuǎn)矩操作；

所述計算最大轉(zhuǎn)矩：將所述記錄電機(jī)轉(zhuǎn)矩操作中得到的多個轉(zhuǎn)矩值進(jìn)行比較，找出并記錄其中最大的轉(zhuǎn)矩值，將其作為標(biāo)定轉(zhuǎn)矩值，并同時記錄與所述標(biāo)定轉(zhuǎn)矩值對應(yīng)的電流角度，并將其作為標(biāo)定角度；當(dāng)所述當(dāng)前驅(qū)動電流的電流值達(dá)到或超過預(yù)設(shè)電流標(biāo)定限值時，進(jìn)行數(shù)表生成操作，否則，則執(zhí)行電流值步進(jìn)操作；

所述電流值步進(jìn)：將所述永磁同步電機(jī)的驅(qū)動電流的電流角度置為所述預(yù)設(shè)電流初始角度、電流值提高預(yù)設(shè)電流標(biāo)定步長，將調(diào)整后的所述永磁同步電機(jī)的驅(qū)動電流作為所述當(dāng)前驅(qū)動電流驅(qū)動所述永磁同步電機(jī)運轉(zhuǎn)，并執(zhí)行所述記錄電機(jī)轉(zhuǎn)矩操作；

所述數(shù)表生成：將與每一所述當(dāng)前驅(qū)動電流對應(yīng)的所述標(biāo)定轉(zhuǎn)矩值記錄為轉(zhuǎn)矩數(shù)組，將與每一所述當(dāng)前驅(qū)動電流所對應(yīng)的所述標(biāo)定角度記錄為角度數(shù)組，生成包含述當(dāng)前驅(qū)動電流的電流值、所述轉(zhuǎn)矩數(shù)組和所述角度數(shù)組，用于控制所述永磁同步電機(jī)正常運轉(zhuǎn)的三維數(shù)表。

可選的，還包括在所述啟動永磁同步電機(jī)操作之前進(jìn)行運行參數(shù)初始操作，其中：

所述運行參數(shù)初始：預(yù)置所述預(yù)設(shè)電流初始值、所述預(yù)設(shè)電流初始角度、所述預(yù)設(shè)角度標(biāo)定步長、所述預(yù)設(shè)角度標(biāo)定限值、所述預(yù)設(shè)電流標(biāo)定步長和所述預(yù)設(shè)電流標(biāo)定限值。

可選的，還包括數(shù)據(jù)后處理操作：

所述數(shù)據(jù)后處理：從所述三維數(shù)表查找與單位轉(zhuǎn)矩相匹配的所述當(dāng)前驅(qū)動電流的電流值和所述標(biāo)定角度，將所述當(dāng)前驅(qū)動電流的電流值作為標(biāo)定電流值；得到包含多個與每一所述單位轉(zhuǎn)矩對應(yīng)的所述標(biāo)定電流值和所述標(biāo)定角度，將多個所述標(biāo)定電流值作為標(biāo)定電流值數(shù)組，將多個所述標(biāo)定角度作為標(biāo)定角度數(shù)組；進(jìn)一步得到包含多個單位轉(zhuǎn)矩、所述標(biāo)定電流值數(shù)組和所述標(biāo)定角度數(shù)組、用于控制所述永磁同步電機(jī)正常運轉(zhuǎn)的最大轉(zhuǎn)矩電流比三維控制數(shù)組。

可選的，所述根據(jù)所述三維數(shù)表查找與單位轉(zhuǎn)矩相匹配的所述當(dāng)前驅(qū)動電流的電流值和所述標(biāo)定角度，包括：

將所述單位轉(zhuǎn)矩從預(yù)設(shè)最小標(biāo)定轉(zhuǎn)矩開始按預(yù)設(shè)標(biāo)定轉(zhuǎn)矩步長增大至預(yù)設(shè)最大標(biāo)定轉(zhuǎn)矩；

在增大所述單位轉(zhuǎn)矩過程中，將所述單位轉(zhuǎn)矩與所述轉(zhuǎn)矩數(shù)組中的所述標(biāo)定轉(zhuǎn)矩值進(jìn)行對比，當(dāng)所述標(biāo)定轉(zhuǎn)矩值處于以所述單位轉(zhuǎn)矩為中心的預(yù)設(shè)閾值范圍之內(nèi)時，將與所述標(biāo)定轉(zhuǎn)矩值對應(yīng)的所述當(dāng)前驅(qū)動電流的電流值作為所述標(biāo)定電流值，將所述標(biāo)定電流值對應(yīng)的電流角度作為所述標(biāo)定角度。

所述預(yù)設(shè)閾值的下限為所述單位轉(zhuǎn)矩減去預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)矩值，所述預(yù)設(shè)閾值的上限為所述單位轉(zhuǎn)矩加上所述預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)矩值。

一種永磁同步電機(jī)的自動標(biāo)定系統(tǒng)，包括啟動模塊、記錄電機(jī)轉(zhuǎn)矩模塊、計算最大轉(zhuǎn)矩模塊、電流值步進(jìn)模塊和數(shù)表生成模塊，其中：

所述啟動模塊用于以預(yù)設(shè)電流初始值和預(yù)設(shè)電流初始角度的驅(qū)動電流作為當(dāng)前驅(qū)動電流驅(qū)動所述永磁同步電機(jī)運轉(zhuǎn)；

所述記錄電機(jī)轉(zhuǎn)矩模塊用于將所述當(dāng)前驅(qū)動電流的電流角度按預(yù)設(shè)角度標(biāo)定步長進(jìn)行增加，直到預(yù)設(shè)角度標(biāo)定限值，并記錄每次增加后所述永磁同步電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩值和與所述轉(zhuǎn)矩值相對應(yīng)的電流角度；當(dāng)所述當(dāng)前驅(qū)動電流的電流角度達(dá)到或超過預(yù)設(shè)角度標(biāo)定限值時輸出計算最大轉(zhuǎn)矩信號；

所述計算最大轉(zhuǎn)矩模塊用于根據(jù)所述計算最大轉(zhuǎn)矩信號將所述記錄電機(jī)轉(zhuǎn)矩操作中得到的多個轉(zhuǎn)矩值進(jìn)行比較，找出并記錄其中最大的轉(zhuǎn)矩值，將其作為標(biāo)定轉(zhuǎn)矩值，并同時記錄與所述標(biāo)定轉(zhuǎn)矩值對應(yīng)的電流角度，并將其作為標(biāo)定角度；當(dāng)所述當(dāng)前驅(qū)動電流的電流值達(dá)到或超過預(yù)設(shè)電流標(biāo)定限值時，輸出數(shù)表生成信號，否則，則輸出電流值步進(jìn)信號；

所述電流值步進(jìn)模塊用于根據(jù)所述電流值步進(jìn)信號將所述永磁同步電機(jī)的驅(qū)動電流的電流角度置為所述預(yù)設(shè)電流初始角度、電流值提高預(yù)設(shè)電流標(biāo)定步長，將調(diào)整后的所述永磁同步電機(jī)的驅(qū)動電流作為所述當(dāng)前驅(qū)動電流驅(qū)動所述永磁同步電機(jī)運轉(zhuǎn)，并控制所述記錄電機(jī)轉(zhuǎn)矩模塊再次工作；

所述數(shù)表生成模塊用于根據(jù)所述數(shù)表生成信號將與每一所述當(dāng)前驅(qū)動電流對應(yīng)的所述標(biāo)定轉(zhuǎn)矩值記錄為轉(zhuǎn)矩數(shù)組，將與每一所述當(dāng)前驅(qū)動電流所對應(yīng)的所述標(biāo)定角度記錄為角度數(shù)組，生成包含述當(dāng)前驅(qū)動電流的電流值、所述轉(zhuǎn)矩數(shù)組和所述角度數(shù)組，用于控制所述永磁同步電機(jī)正常運轉(zhuǎn)的三維數(shù)表。

可選的，還包括運行參數(shù)初始模塊，其中：

所述運行參數(shù)初始模塊用于預(yù)置所述預(yù)設(shè)電流初始值、所述預(yù)設(shè)電流初始角度、所述預(yù)設(shè)角度標(biāo)定步長、所述預(yù)設(shè)角度標(biāo)定限值、所述預(yù)設(shè)電流標(biāo)定步長和所述預(yù)設(shè)電流標(biāo)定限值。

可選的，還包括數(shù)據(jù)后處理模塊，其中：

所述數(shù)據(jù)后處理模塊用于從所述三維數(shù)表查找與單位轉(zhuǎn)矩相匹配的所述當(dāng)前驅(qū)動電流的電流值和所述標(biāo)定角度，將所述當(dāng)前驅(qū)動電流的電流值作為標(biāo)定電流值；得到包含多個與每一所述單位轉(zhuǎn)矩對應(yīng)的所述標(biāo)定電流值和所述標(biāo)定角度，將多個所述標(biāo)定電流值作為標(biāo)定電流值數(shù)組，將多個所述標(biāo)定角度作為標(biāo)定角度數(shù)組；進(jìn)一步得到包含多個單位轉(zhuǎn)矩、所述標(biāo)定電流值數(shù)組和所述標(biāo)定角度數(shù)組、用于控制所述永磁同步電機(jī)正常運轉(zhuǎn)的最大轉(zhuǎn)矩電流比三維控制數(shù)組。

可選的，所述數(shù)據(jù)后處理模塊包括單位轉(zhuǎn)矩步進(jìn)單元和轉(zhuǎn)矩比對單元，其中：

所述單位轉(zhuǎn)矩步進(jìn)單元用于將所述單位轉(zhuǎn)矩從預(yù)設(shè)最小標(biāo)定轉(zhuǎn)矩開始按預(yù)設(shè)標(biāo)定轉(zhuǎn)矩步長增大至預(yù)設(shè)最大標(biāo)定轉(zhuǎn)矩；

所述轉(zhuǎn)矩比對單元用于在增大所述單位轉(zhuǎn)矩過程中，將所述單位轉(zhuǎn)矩與所述轉(zhuǎn)矩數(shù)組中的所述標(biāo)定轉(zhuǎn)矩值進(jìn)行對比，當(dāng)所述標(biāo)定轉(zhuǎn)矩值處于以所述單位轉(zhuǎn)矩為中心的預(yù)設(shè)閾值范圍之內(nèi)時，將與所述標(biāo)定轉(zhuǎn)矩值對應(yīng)的所述當(dāng)前驅(qū)動電流的電流值作為所述標(biāo)定電流值，將所述標(biāo)定電流值對應(yīng)的電流角度作為所述標(biāo)定角度。

所述預(yù)設(shè)閾值的下限為所述單位轉(zhuǎn)矩減去預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)矩值，所述預(yù)設(shè)閾值的上限為所述單位轉(zhuǎn)矩加上所述預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)矩值。

可選的，所述預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)矩值為0.2?！っ住?/p>

一種永磁體同步電機(jī)的控制器，應(yīng)用于永磁同步電機(jī)拖動系統(tǒng)，設(shè)置有如上所述的自動標(biāo)定系統(tǒng)。

從上述的技術(shù)方案可以看出，本申請公開了一中永磁同步電機(jī)的自動標(biāo)定方法、系統(tǒng)和控制器，該方法、系統(tǒng)和控制器應(yīng)用于永磁同步電機(jī)的控制裝置中，在控制永磁同步電機(jī)以預(yù)設(shè)參數(shù)開始運轉(zhuǎn)的初始操作后，經(jīng)過記錄電機(jī)轉(zhuǎn)矩操作、計算最大轉(zhuǎn)矩操作、電流值步進(jìn)操作后生成包含用于控制永磁同步電機(jī)正常運轉(zhuǎn)的包含與每一當(dāng)前驅(qū)動電流對應(yīng)的電流值、轉(zhuǎn)矩數(shù)組和角度數(shù)組的三維數(shù)表，即完成對永磁同步電機(jī)的電流與轉(zhuǎn)矩進(jìn)行的最優(yōu)匹配。由于本方法、系統(tǒng)和控制器能夠自動完成對永磁同步電機(jī)的標(biāo)定，而無需手動干涉，因此能夠解決傳統(tǒng)手動標(biāo)定工作過程繁瑣、效率較低的問題。

附圖說明

為了更清楚地說明本申請實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本申請實施例提供的一種永磁同步電機(jī)的自動標(biāo)定方法的流程圖；

圖2為本申請另一實施例提供的一種永磁同步電機(jī)的自動標(biāo)定方法的流程圖；

圖3為本申請又一實施例提供的一種永磁同步電機(jī)的自動標(biāo)定方法的流程圖；

圖4為本申請又一實施例提供的一種永磁同步電機(jī)的自動標(biāo)定系統(tǒng)的示意圖；

圖5為本申請又一實施例提供的一種永磁同步電機(jī)的自動標(biāo)定系統(tǒng)的示意圖；

圖6為本申請又一實施例提供的一種永磁同步電機(jī)的自動標(biāo)定系統(tǒng)的示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本申請中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本申請保護(hù)的范圍。

實施例一

圖1為本申請實施例提供的一種永磁同步電機(jī)的自動標(biāo)定方法的流程圖。

如圖1所示，本實施例提供的自動標(biāo)定方法適用于永磁同步電機(jī)的控制裝置，該自動標(biāo)定方法包括如下操作或步驟：

S101：啟動永磁同步電機(jī)。

向永磁同步電機(jī)的電能輸入端輸出驅(qū)動電流，該驅(qū)動電流的電流值為提前預(yù)設(shè)的預(yù)設(shè)電流初始值、電流角度為預(yù)設(shè)電流初始角度。

S102：記錄電機(jī)轉(zhuǎn)矩。

保持驅(qū)動電流的電流值不變，將驅(qū)動電流的電流角度從預(yù)設(shè)電流初始角度按預(yù)設(shè)角度標(biāo)定步長進(jìn)行逐步增加，直到預(yù)設(shè)角度標(biāo)定限值，在每增加一次時同步記錄永磁同步電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩值和該轉(zhuǎn)矩值對應(yīng)的電流角度，當(dāng)電流角度達(dá)到或超過預(yù)設(shè)角度標(biāo)定限值時停止增加，將該預(yù)設(shè)角度標(biāo)定限值作為該電流角度，并開始執(zhí)行計算最大轉(zhuǎn)矩操作。

S103：計算最大轉(zhuǎn)矩。

將記錄電機(jī)轉(zhuǎn)矩操作中獲得的對應(yīng)該驅(qū)動電流的多個轉(zhuǎn)矩值進(jìn)行比較，從中選出最大的轉(zhuǎn)矩值，同時記錄該驅(qū)動電流的電流值、該轉(zhuǎn)矩值和與該轉(zhuǎn)矩值對應(yīng)的電流角度，并將該轉(zhuǎn)矩值記為標(biāo)定轉(zhuǎn)矩值，將該電流角度記為標(biāo)定角度。

S104：電流值判定。

對當(dāng)前驅(qū)動電流的電流值進(jìn)行判斷，當(dāng)該電流值達(dá)到或超過預(yù)設(shè)電流標(biāo)定限值時進(jìn)行數(shù)表生成操作，否則執(zhí)行電流值步進(jìn)操作。

S105：電流值步進(jìn)。

將永磁同步電機(jī)的驅(qū)動電流的電流角度重置為預(yù)設(shè)電流初始角度，再將該驅(qū)動電流的電流值提高預(yù)設(shè)電流標(biāo)定步長，將調(diào)整后的驅(qū)動電流作為當(dāng)前驅(qū)動電流輸出到永磁同步電機(jī)，并返回到記錄電機(jī)轉(zhuǎn)矩步驟。

S106：數(shù)表生成。

將從預(yù)設(shè)電流初始值開始經(jīng)過按預(yù)設(shè)電流標(biāo)定步長提高到預(yù)設(shè)電流標(biāo)定限值中每一步對驅(qū)動電流的提高所對應(yīng)標(biāo)定轉(zhuǎn)矩值記為轉(zhuǎn)矩數(shù)組，將與每一標(biāo)定轉(zhuǎn)矩值對應(yīng)的電流角度記錄為角度數(shù)組，并生成用于控制永磁同步電機(jī)正常運轉(zhuǎn)的包含與每一當(dāng)前驅(qū)動電流對應(yīng)的電流值、轉(zhuǎn)矩數(shù)組和角度數(shù)組的三維數(shù)表。

從上述技術(shù)方案可以看出，本實施例提供了一中永磁同步電機(jī)的自動標(biāo)定方法，該方法應(yīng)用于永磁同步電機(jī)的控制裝置中，該方法在控制永磁同步電機(jī)以預(yù)設(shè)參數(shù)開始運轉(zhuǎn)的初始操作后，經(jīng)過記錄電機(jī)轉(zhuǎn)矩操作、計算最大轉(zhuǎn)矩操作、電流值步進(jìn)操作后生成包含用于控制永磁同步電機(jī)正常運轉(zhuǎn)的包含與每一當(dāng)前驅(qū)動電流對應(yīng)的電流值、轉(zhuǎn)矩數(shù)組和角度數(shù)組的三維數(shù)表，即完成對永磁同步電機(jī)的電流與轉(zhuǎn)矩進(jìn)行的最優(yōu)匹配。由于本方法能夠自動完成對永磁同步電機(jī)的標(biāo)定，而無需手動干涉，因此能夠解決傳統(tǒng)手動標(biāo)定工作過程繁瑣、效率較低的問題。

實施例二

圖2為本申請另一實施例提供的一種永磁同步電機(jī)的自動標(biāo)定方法的流程圖。

本實施例提供的自動波標(biāo)定方法是在對永磁同步電機(jī)進(jìn)行啟動永磁同步電機(jī)操作之前執(zhí)行運行參數(shù)初始操作，包括該運行參數(shù)初始操作的完整自動標(biāo)定方法如圖2所示。

S201：運行參數(shù)初始。

本步驟用于預(yù)置對永磁同步電機(jī)進(jìn)行自動標(biāo)定所需要的各個預(yù)設(shè)參數(shù)，這些預(yù)設(shè)參數(shù)包括預(yù)設(shè)電流初始值、預(yù)設(shè)電流初始角度、預(yù)設(shè)角度標(biāo)定步長、預(yù)設(shè)角度標(biāo)定限值、預(yù)設(shè)電流標(biāo)定步長和預(yù)設(shè)電流標(biāo)定限值。

在進(jìn)行自動標(biāo)定時，可以根據(jù)永磁同步電機(jī)的實際型號和實際運行環(huán)境確定上述參數(shù)，有些參數(shù)是根據(jù)工程實踐或經(jīng)驗進(jìn)行確定的，并且能夠根據(jù)實際情況進(jìn)行變更。

S202：啟動永磁同步電機(jī)。

向永磁同步電機(jī)的電能輸入端輸出驅(qū)動電流，該驅(qū)動電流的電流值為提前預(yù)設(shè)的預(yù)設(shè)電流初始值、電流角度為預(yù)設(shè)電流初始角度。

S203：記錄電機(jī)轉(zhuǎn)矩。

保持驅(qū)動電流的電流值不變，將驅(qū)動電流的電流角度從預(yù)設(shè)電流初始角度按預(yù)設(shè)角度標(biāo)定步長進(jìn)行逐步增加，直到預(yù)設(shè)角度標(biāo)定限值，在每增加一次時同步記錄永磁同步電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩值和該轉(zhuǎn)矩值對應(yīng)的電流角度，當(dāng)電流角度達(dá)到或超過預(yù)設(shè)角度標(biāo)定限值時停止增加，將該預(yù)設(shè)角度標(biāo)定限值作為該電流角度，并開始執(zhí)行計算最大轉(zhuǎn)矩操作。

S204：計算最大轉(zhuǎn)矩。

將記錄電機(jī)轉(zhuǎn)矩操作中獲得的對應(yīng)該驅(qū)動電流的多個轉(zhuǎn)矩值進(jìn)行比較，從中選出最大的轉(zhuǎn)矩值，同時記錄該驅(qū)動電流的電流值、該轉(zhuǎn)矩值和與該轉(zhuǎn)矩值對應(yīng)的電流角度，并將該轉(zhuǎn)矩值記為標(biāo)定轉(zhuǎn)矩值，將該電流角度記為標(biāo)定角度。

S205：電流值判定。

對當(dāng)前驅(qū)動電流的電流值進(jìn)行判斷，當(dāng)該電流值達(dá)到或超過預(yù)設(shè)電流標(biāo)定限值時進(jìn)行數(shù)表生成操作，否則執(zhí)行電流值步進(jìn)操作。

S206：電流值步進(jìn)。

將永磁同步電機(jī)的驅(qū)動電流的電流角度重置為預(yù)設(shè)電流初始角度，再將該驅(qū)動電流的電流值提高預(yù)設(shè)電流標(biāo)定步長，將調(diào)整后的驅(qū)動電流作為當(dāng)前驅(qū)動電流輸出到永磁同步電機(jī)，并返回到記錄電機(jī)轉(zhuǎn)矩步驟。

S207：數(shù)表生成。

將從預(yù)設(shè)電流初始值開始經(jīng)過按預(yù)設(shè)電流標(biāo)定步長提高到預(yù)設(shè)電流標(biāo)定限值中每一步對驅(qū)動電流的提高所對應(yīng)標(biāo)定轉(zhuǎn)矩值記為轉(zhuǎn)矩數(shù)組，將與每一標(biāo)定轉(zhuǎn)矩值對應(yīng)的電流角度記錄為角度數(shù)組，并生成用于控制永磁同步電機(jī)正常運轉(zhuǎn)的包含與每一當(dāng)前驅(qū)動電流對應(yīng)的電流值、轉(zhuǎn)矩數(shù)組和角度數(shù)組的三維數(shù)表。

實施例三

圖3為本申請又一實施例提供的一種永磁同步電機(jī)的自動標(biāo)定方法的流程圖。

實施例一和實施例二所得到的三維數(shù)表能夠滿足永磁同步電機(jī)按最大轉(zhuǎn)矩電流比算法進(jìn)行運轉(zhuǎn)所需要的電流與轉(zhuǎn)矩的優(yōu)化匹配，但是在實際工作中，需要對根據(jù)需要輸出的單位轉(zhuǎn)矩匹配相應(yīng)的驅(qū)動電流，即根據(jù)單位轉(zhuǎn)矩確定驅(qū)動電流的電流值和電流角度，為此在上一實施例的基礎(chǔ)上增設(shè)了數(shù)據(jù)后處理操作，包含數(shù)據(jù)后處理操作的完整自動標(biāo)定方法的流程圖如圖3所示。

S301：運行參數(shù)初始。

本步驟用于預(yù)置對永磁同步電機(jī)進(jìn)行自動標(biāo)定所需要的各個預(yù)設(shè)參數(shù)，這些預(yù)設(shè)參數(shù)包括預(yù)設(shè)電流初始值、預(yù)設(shè)電流初始角度、預(yù)設(shè)角度標(biāo)定步長、預(yù)設(shè)角度標(biāo)定限值、預(yù)設(shè)電流標(biāo)定步長和預(yù)設(shè)電流標(biāo)定限值。

在進(jìn)行自動標(biāo)定時，可以根據(jù)永磁同步電機(jī)的實際型號和實際運行環(huán)境確定上述參數(shù)，有些參數(shù)是根據(jù)工程實踐或經(jīng)驗進(jìn)行確定的，并且能夠根據(jù)實際情況進(jìn)行變更。

S302：啟動永磁同步電機(jī)。

向永磁同步電機(jī)的電能輸入端輸出驅(qū)動電流，該驅(qū)動電流的電流值為提前預(yù)設(shè)的預(yù)設(shè)電流初始值、電流角度為預(yù)設(shè)電流初始角度。

S303：記錄電機(jī)轉(zhuǎn)矩。

保持驅(qū)動電流的電流值不變，將驅(qū)動電流的電流角度從預(yù)設(shè)電流初始角度按預(yù)設(shè)角度標(biāo)定步長進(jìn)行逐步增加，直到預(yù)設(shè)角度標(biāo)定限值，在每增加一次時同步記錄永磁同步電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩值和該轉(zhuǎn)矩值對應(yīng)的電流角度，當(dāng)電流角度達(dá)到或超過預(yù)設(shè)角度標(biāo)定限值時停止增加，將該預(yù)設(shè)角度標(biāo)定限值作為該電流角度，并開始執(zhí)行計算最大轉(zhuǎn)矩操作。

S304：計算最大轉(zhuǎn)矩。

將記錄電機(jī)轉(zhuǎn)矩操作中獲得的對應(yīng)該驅(qū)動電流的多個轉(zhuǎn)矩值進(jìn)行比較，從中選出最大的轉(zhuǎn)矩值，同時記錄該驅(qū)動電流的電流值、該轉(zhuǎn)矩值和與該轉(zhuǎn)矩值對應(yīng)的電流角度，并將該轉(zhuǎn)矩值記為標(biāo)定轉(zhuǎn)矩值，將該電流角度記為標(biāo)定角度。

S305：電流值判定。

對當(dāng)前驅(qū)動電流的電流值進(jìn)行判斷，當(dāng)該電流值達(dá)到或超過預(yù)設(shè)電流標(biāo)定限值時進(jìn)行數(shù)表生成操作，否則執(zhí)行電流值步進(jìn)操作。

S306：電流值步進(jìn)。

將永磁同步電機(jī)的驅(qū)動電流的電流角度重置為預(yù)設(shè)電流初始角度，再將該驅(qū)動電流的電流值提高預(yù)設(shè)電流標(biāo)定步長，將調(diào)整后的驅(qū)動電流作為當(dāng)前驅(qū)動電流輸出到永磁同步電機(jī)，并返回到記錄電機(jī)轉(zhuǎn)矩步驟。

S307：數(shù)表生成。

將從預(yù)設(shè)電流初始值開始經(jīng)過按預(yù)設(shè)電流標(biāo)定步長提高到預(yù)設(shè)電流標(biāo)定限值中每一步對驅(qū)動電流的提高所對應(yīng)標(biāo)定轉(zhuǎn)矩值記為轉(zhuǎn)矩數(shù)組，將與每一標(biāo)定轉(zhuǎn)矩值對應(yīng)的電流角度記錄為角度數(shù)組，并生成用于控制永磁同步電機(jī)正常運轉(zhuǎn)的包含與每一當(dāng)前驅(qū)動電流對應(yīng)的電流值、轉(zhuǎn)矩數(shù)組和角度數(shù)組的三維數(shù)表。

S308：數(shù)據(jù)后處理。

從上述三維數(shù)表查找與單位轉(zhuǎn)矩相匹配的當(dāng)前驅(qū)動電流的電流值和標(biāo)定角度，將該電流值作為標(biāo)定電流值；然后計算多個單位轉(zhuǎn)矩所一一對應(yīng)的標(biāo)定電流值和該標(biāo)定角度，將得到的多個標(biāo)定電流值記錄為標(biāo)定電流值數(shù)組，將多個標(biāo)定角度記錄為標(biāo)定角度數(shù)組；進(jìn)一步得到包含多個單位轉(zhuǎn)矩、標(biāo)定電流值數(shù)組和標(biāo)定角度數(shù)組、用于控制永磁同步電機(jī)正常運轉(zhuǎn)的最大轉(zhuǎn)矩電流比三維控制數(shù)組。

經(jīng)過數(shù)據(jù)后處理的最大轉(zhuǎn)矩電流比三維控制數(shù)組即能夠輸入到永磁同步電機(jī)的控制裝置中，作為其中的控制程序所依據(jù)的控制參數(shù)實現(xiàn)對永磁同步電機(jī)進(jìn)行最優(yōu)控制。

優(yōu)選的，該數(shù)據(jù)后處理操作中對查找并確定與單位轉(zhuǎn)矩相對應(yīng)的標(biāo)定電流值和標(biāo)定角度由下述步驟獲?。?/p>

步驟1：將單位轉(zhuǎn)矩從預(yù)設(shè)最小標(biāo)定轉(zhuǎn)矩開始按預(yù)設(shè)標(biāo)定轉(zhuǎn)矩步長增大至預(yù)設(shè)最大標(biāo)定轉(zhuǎn)矩；

步驟2：在增大該單位轉(zhuǎn)矩過程中，將單位轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)矩數(shù)組中的標(biāo)定轉(zhuǎn)矩值進(jìn)行對比，當(dāng)標(biāo)定轉(zhuǎn)矩值處于以單位轉(zhuǎn)矩為中心的預(yù)設(shè)閾值范圍之內(nèi)時，將與標(biāo)定轉(zhuǎn)矩值對應(yīng)的當(dāng)前驅(qū)動電流的電流值作為該標(biāo)定電流值，將該標(biāo)定電流值對應(yīng)的電流角度作為標(biāo)定角度。

優(yōu)選的，上面所提及的預(yù)設(shè)閾值范圍的下限為單位轉(zhuǎn)矩與預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)矩值的差值，預(yù)設(shè)閾值的上限為單位轉(zhuǎn)矩與預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)矩值的和，該預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)矩值優(yōu)選0.2?！っ?。

實施例四

圖4為本申請又一實施例提供的一種永磁同步電機(jī)的自動標(biāo)定系統(tǒng)的示意圖。

如圖4所示，本實施例提供的自動標(biāo)定系統(tǒng)應(yīng)用于永磁同步電機(jī)的控制裝置，該自動標(biāo)定系統(tǒng)包括啟動模塊10、記錄電機(jī)轉(zhuǎn)矩模塊20、計算最大轉(zhuǎn)矩模塊30、電流值步進(jìn)模塊40和數(shù)表生成模塊50。

啟動模塊10用于向永磁同步電機(jī)的電能輸入端輸出驅(qū)動電流，該驅(qū)動電流的電流值為提前預(yù)設(shè)的預(yù)設(shè)電流初始值、電流角度為預(yù)設(shè)電流初始角度。

記錄電機(jī)轉(zhuǎn)矩模塊20用于在永磁同步電機(jī)啟動后記錄電機(jī)轉(zhuǎn)矩。

具體為保持驅(qū)動電流的電流值不變，將驅(qū)動電流的電流角度從預(yù)設(shè)電流初始角度按預(yù)設(shè)角度標(biāo)定步長進(jìn)行逐步增加，直到預(yù)設(shè)角度標(biāo)定限值，在每增加一次時同步記錄永磁同步電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩值和該轉(zhuǎn)矩值對應(yīng)的電流角度，當(dāng)電流角度達(dá)到或超過預(yù)設(shè)角度標(biāo)定限值時停止增加，將該預(yù)設(shè)角度標(biāo)定限值作為該電流角度，并輸出計算最大轉(zhuǎn)矩信號。

計算最大轉(zhuǎn)矩模塊30用于根據(jù)輸出計算最大轉(zhuǎn)矩信號計算最大轉(zhuǎn)矩。

具體說是將記錄電機(jī)轉(zhuǎn)矩操作中獲得的對應(yīng)該驅(qū)動電流的多個轉(zhuǎn)矩值進(jìn)行比較，從中選出最大的轉(zhuǎn)矩值，同時記錄該驅(qū)動電流的電流值、該轉(zhuǎn)矩值和與該轉(zhuǎn)矩值對應(yīng)的電流角度，并將該轉(zhuǎn)矩值記為標(biāo)定轉(zhuǎn)矩值，將該電流角度記為標(biāo)定角度。并進(jìn)一步對對當(dāng)前驅(qū)動電流的電流值進(jìn)行判斷，當(dāng)該電流值達(dá)到或超過預(yù)設(shè)電流標(biāo)定限值時進(jìn)行數(shù)表生成信號，否則輸出電流值步進(jìn)信號。

電流值步進(jìn)模塊40用于根據(jù)電流值步進(jìn)信號將永磁同步電機(jī)的驅(qū)動電流的電流角度重置為預(yù)設(shè)電流初始角度，再將該驅(qū)動電流的電流值提高預(yù)設(shè)電流標(biāo)定步長，將調(diào)整后的驅(qū)動電流作為當(dāng)前驅(qū)動電流輸出到永磁同步電機(jī)，并控制記錄電機(jī)轉(zhuǎn)矩模塊20再次工作。

數(shù)表生成模塊50用于根據(jù)數(shù)表生成信號將從預(yù)設(shè)電流初始值開始經(jīng)過按預(yù)設(shè)電流標(biāo)定步長提高到預(yù)設(shè)電流標(biāo)定限值中每一步對驅(qū)動電流的提高所對應(yīng)標(biāo)定轉(zhuǎn)矩值記為轉(zhuǎn)矩數(shù)組，將與每一標(biāo)定轉(zhuǎn)矩值對應(yīng)的電流角度記錄為角度數(shù)組，并生成用于控制永磁同步電機(jī)正常運轉(zhuǎn)的包含與每一當(dāng)前驅(qū)動電流對應(yīng)的電流值、轉(zhuǎn)矩數(shù)組和角度數(shù)組的三維數(shù)表。

從上述技術(shù)方案可以看出，本實施例提供了一中永磁同步電機(jī)的自動標(biāo)定系統(tǒng)，該系統(tǒng)應(yīng)用于永磁同步電機(jī)的控制裝置中，該系統(tǒng)在控制永磁同步電機(jī)以預(yù)設(shè)參數(shù)開始運轉(zhuǎn)的初始操作后，經(jīng)過記錄電機(jī)轉(zhuǎn)矩操作、計算最大轉(zhuǎn)矩操作、電流值步進(jìn)操作后生成包含用于控制永磁同步電機(jī)正常運轉(zhuǎn)的包含與每一當(dāng)前驅(qū)動電流對應(yīng)的電流值、轉(zhuǎn)矩數(shù)組和角度數(shù)組的三維數(shù)表，即完成對永磁同步電機(jī)的電流與轉(zhuǎn)矩進(jìn)行的最優(yōu)匹配。由于本系統(tǒng)能夠自動完成對永磁同步電機(jī)的標(biāo)定，而無需手動干涉，因此能夠解決傳統(tǒng)手動標(biāo)定工作過程繁瑣、效率較低的問題。

實施例五

圖5為本申請另一實施例提供的一種永磁同步電機(jī)的自動標(biāo)定系統(tǒng)的示意圖。

如圖5所示，本實施例提供的自動波標(biāo)定系統(tǒng)是在上一實施例提供的自動標(biāo)定系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增設(shè)了參數(shù)初始模塊60。

該參數(shù)初始模塊60用于預(yù)置對永磁同步電機(jī)進(jìn)行自動標(biāo)定所需要的各個預(yù)設(shè)參數(shù)，這些預(yù)設(shè)參數(shù)包括預(yù)設(shè)電流初始值、預(yù)設(shè)電流初始角度、預(yù)設(shè)角度標(biāo)定步長、預(yù)設(shè)角度標(biāo)定限值、預(yù)設(shè)電流標(biāo)定步長和預(yù)設(shè)電流標(biāo)定限值。

在進(jìn)行自動標(biāo)定時，可以根據(jù)永磁同步電機(jī)的實際型號和實際運行環(huán)境確定上述參數(shù)，有些參數(shù)是根據(jù)工程實踐或經(jīng)驗進(jìn)行確定的，并且能夠根據(jù)實際情況進(jìn)行變更。

實施例六

圖6為本申請又一實施例提供的一種永磁同步電機(jī)的自動標(biāo)定系統(tǒng)的示意圖。

實施例四和實施例五所得到的三維數(shù)表能夠滿足永磁同步電機(jī)按最大轉(zhuǎn)矩電流比算法進(jìn)行運轉(zhuǎn)所需要的電流與轉(zhuǎn)矩的優(yōu)化匹配，但是在實際工作中，需要對根據(jù)需要輸出的單位轉(zhuǎn)矩匹配相應(yīng)的驅(qū)動電流，即根據(jù)單位轉(zhuǎn)矩確定驅(qū)動電流的電流值和電流角度，為此在上一實施例的基礎(chǔ)上增設(shè)了數(shù)據(jù)后處理模塊70，如圖3所示。

數(shù)據(jù)后處理模塊70用于從上述三維數(shù)表查找與單位轉(zhuǎn)矩相匹配的當(dāng)前驅(qū)動電流的電流值和標(biāo)定角度，將該電流值作為標(biāo)定電流值；然后計算多個單位轉(zhuǎn)矩所一一對應(yīng)的標(biāo)定電流值和該標(biāo)定角度，將得到的多個標(biāo)定電流值記錄為標(biāo)定電流值數(shù)組，將多個標(biāo)定角度記錄為標(biāo)定角度數(shù)組；進(jìn)一步得到包含多個單位轉(zhuǎn)矩、標(biāo)定電流值數(shù)組和標(biāo)定角度數(shù)組、用于控制永磁同步電機(jī)正常運轉(zhuǎn)的最大轉(zhuǎn)矩電流比三維控制數(shù)組。

經(jīng)過數(shù)據(jù)后處理模塊70處理后的最大轉(zhuǎn)矩電流比三維控制數(shù)組即能夠輸入到永磁同步電機(jī)的控制裝置中，作為其中的控制程序所依據(jù)的控制參數(shù)實現(xiàn)對永磁同步電機(jī)進(jìn)行最優(yōu)控制。

優(yōu)選的，該數(shù)據(jù)后處理模塊70包括單位轉(zhuǎn)矩步進(jìn)單元(未示出)和轉(zhuǎn)矩對比單元(未示出)，其中：

單位轉(zhuǎn)矩步進(jìn)單元用于將單位轉(zhuǎn)矩從預(yù)設(shè)最小標(biāo)定轉(zhuǎn)矩開始按預(yù)設(shè)標(biāo)定轉(zhuǎn)矩步長增大至預(yù)設(shè)最大標(biāo)定轉(zhuǎn)矩；

轉(zhuǎn)矩對比單元用于在單位轉(zhuǎn)矩步進(jìn)單元增大該單位轉(zhuǎn)矩過程中，將單位轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)矩數(shù)組中的標(biāo)定轉(zhuǎn)矩值進(jìn)行對比，當(dāng)標(biāo)定轉(zhuǎn)矩值處于以單位轉(zhuǎn)矩為中心的預(yù)設(shè)閾值范圍之內(nèi)時，將與標(biāo)定轉(zhuǎn)矩值對應(yīng)的當(dāng)前驅(qū)動電流的電流值作為該標(biāo)定電流值，將該標(biāo)定電流值對應(yīng)的電流角度作為標(biāo)定角度。

優(yōu)選的，上面所提及的預(yù)設(shè)閾值范圍的下限為單位轉(zhuǎn)矩與預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)矩值的差值，預(yù)設(shè)閾值的上限為單位轉(zhuǎn)矩與預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)矩值的和，該預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)矩值優(yōu)選0.2牛·米。

實施例七

本實施例提供一種永磁同步電機(jī)的控制器，該控制器應(yīng)用于永磁同步電機(jī)拖動系統(tǒng)中，其設(shè)置有如上任意實施例所提供的永磁同步電機(jī)的自動標(biāo)定系統(tǒng)。

本說明書中各個實施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本申請。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本申請的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本申請將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。