，isa、isb、is。分別為三相電流在三相靜 止坐標系的a軸、b軸、c軸的電流分量，usa、usb、us。分別為三相電壓在a軸、b軸、c軸的電 壓分量，Lsa、Lsb、Ls。分別為a軸、b軸、c軸上的電感分量，a-0兩相靜止坐標系的a軸和 3軸相互垂直且a軸超前0軸90°，isa、is0分別為三相電流在a軸和0軸的電流分 量，usa、us0分別為三相電壓在a軸和P軸的電壓分量，Lsa、Ls0分別為a軸和P軸上 的電感分量，F(xiàn)為氣隙旋轉合成磁勢，它在氣隙空間按正弦分布并以同步轉速電角速度《 沿a軸向b軸向c軸的方向旋轉，并在定子電樞繞組中感應出三相電流isa、isb、is。和三相 電壓usa、usb、usc。
[0068] 二是，Park坐標變換，即從a- 0兩相靜止坐標系變換到d_q兩相旋轉坐標系，也 可稱為Park正變換。另外，還可從d-q兩相旋轉坐標系變換到a- 0兩相靜止坐標系，即 Park反變換。具體地，Park正變換C2s&和Park反變換C&/2s的變換矩陣分別為：
[0069]
[0070]其中，0為d軸和a軸的夾角。
[0071] 上述變換矩陣適用于電壓、電流和磁鏈等矢量的Park正變換和Park反變換。
[0072]如圖5所示為Park坐標變換示意圖，其中：a兩相靜止坐標系的a軸和運 軸相互垂直且a軸超前0軸90°，isa、is0分別為三相電流在a軸和0軸的電流分量， usa、us0分別為三相電壓在a軸和0軸的電壓分量，Lsa、Ls0分別為a軸和0軸上的電 感分量,d_q兩相旋轉坐標系的d軸和q軸相互垂直且q軸超前d軸90°，d_q兩相旋轉坐 標系以電角速度《沿(1向q方向逆時針旋轉，isd、isq分別為三相電流在d軸和q軸的電流 分量，usd、uS(1分別為三相電壓在d軸和q軸的電壓分量，Lsd、LS(1分別為d軸和q軸上的電 感分量。9為d軸和a軸的夾角。
[0073] 另外，運用矢量坐標變換對電機進行矢量控制時，需要做以下假設：⑴氣隙中的 磁鏈按正弦分布，且氣隙分布均勻、氣隙磁阻恒定；（2)不考慮磁飽和現(xiàn)象，即電樞繞組的 大小相等且和繞組中通入的電流無關；(3)不考慮渦流和磁滯效應；(4)發(fā)電機在電樞繞組 中產(chǎn)生的是對稱的三相正弦交流電，且各相等效電阻相同；（5)轉子上沒有阻尼繞組，永磁 體也沒有阻尼作用；(6)忽略溫度等外界條件對電機參數(shù)的影響。
[0074] 這樣，基于上述假設就可以得到兩相旋轉坐標系下，可得到電機相關參數(shù)的下列 表達式：
[0075] 電機電壓方程為：
[0076]
[0077] 其中，Rs為電機的定子電阻，p為微分算子，、為電機轉子的電角速度，Vd為直 軸磁鏈，Vq為交軸磁鏈。
[0078] 需要說明的是，在本發(fā)明實施例中，可通過控制電機轉子的電角速度、以第一角 加速度&和第二角加速度&進行加速，進而使得電機的轉速《即電機轉子的機械角速度 ?以第一角加速度乂 1和第二角加速度X2進行加速。
[0079] 電機磁鏈方程為：
[0080]
[0081] 其中，Vf為電機的轉子磁鏈。
[0082] 電機電磁轉矩方程為：
[0083] Te= 1.5PIsq[vf+(Lsd-Lsq)Isd] (5)
[0084] 其中，Te為電磁轉矩。
[0085] 這樣，在第一米樣點A，米樣第一米樣電流isal、isbl、isc;1后，先根據(jù)公式（1)和（2) 對第一采樣電流進行Clarke坐標變換和Park坐標變換，獲得第一交軸電流Isql和第一直 軸電流Isdl，并根據(jù)公式（5)計算第一電磁轉矩Yi，即Yi= 1. 5PIsql[Ke+(Lsd-Lsq)Isdl]，其中， Ke= ￥f，為電機的轉子磁鏈。
[0086]同樣地，在第二采樣點B，采樣第二采樣電流isa2、isb2、ise2后，先根據(jù)公式（1)和 (2)對第二采樣電流進行Clarke坐標變換和Park坐標變換，獲得第二交軸電流Isq2和第二 軸電流Isd2，并根據(jù)公式（5)計算第二電磁轉矩Y2，即Y2 = 1. 5PIsq2[Ke+(Lsd-Lsq)Isd2]，其中， Ke= ￥f，為電機的轉子磁鏈。
[0087] S5:根據(jù)第一電磁轉矩、第二電磁轉矩以及第一角加速度、第二角加速度計算電機 的轉動慣量。
[0088] 在本發(fā)明一個具體實施例中，可根據(jù)以下公式計算電機的轉動慣量：
[0089]
[0090] 其中，J為電機的轉動慣量，Xi為第一角加速度，X2為第二角加速度，Yi為第一電 磁轉矩，Y2為第二電磁轉矩。
[0091] 具體而言，電機的通用運動方程：
[0092]
(6)
[0093] 其中，I；為電磁轉矩、IY為負載轉矩、J為轉動慣量、《為電機的轉速，即電機轉子 的機械角速度、b為摩擦系數(shù)、P為磁極對數(shù)。
[0094] 這樣，設轉子角加速度X記為：
[0095] X=P(dco)/(dt) (7)
[0096] 并且，假設電機的轉子機械角加速度X能夠較快的跟蹤設定值，即第一角加速度& 和第二角加速度X2。
[0097] 設負載轉矩與摩擦系數(shù)分量之和為：
[0098] B=TL+bco(8)
[0099] 并且，假設在比較接近的兩個點進行采樣時，轉子的轉速《相等、負載轉矩IY基 本相同。
[0100] 并將電磁轉矩和轉動慣量J用下列變量替換：
[0101] Y=Te、A=J(9)
[0102] 這樣，將式子（7) (8) (9)帶入到式（6)可知：
[0103] Y=AX+B(10)
[0104] 在負載轉矩及摩擦系數(shù)的等效量B基本不變時，上式（10)為一元一次方程，只要 知道兩組（X，Y)的值就可以求取轉動慣量A。
[0105] 這樣，給定兩個角加速度Xi、X2和測得兩組電磁轉矩Yi、Y2帶入（10)式就可以計 算轉動慣量：
[0106]
(U)
[0107] 由此，根據(jù)給定第一角加速度Xi和第二角加速度X2，并通過步驟S1-步驟S4計算 第一電磁轉矩t和第二電磁轉矩￥2，之后，將&、^1和￥2帶入式（11)就可以計算轉動慣 量J了。
[0108] 另外，如圖2所示，在控制電機的轉速以第一角加速度進行加速之前的第三預設 時間段即〇~h時間段內，先對電機的轉子進行定位，即言，獲取第三直軸參考電流和第三 交軸參考電流，其中，第三直軸參考電流C3 = 〇，第三交軸參考電流線性增加，此時轉子 的轉速為零，轉子固定在指定初始位置e#= 0。，即可對轉子進行定位。需要說明的是， 不能太小，至少要能夠克服電機負載及摩擦所造成的阻力矩。
[0109] 并且，在獲取轉動慣量J后，例如在超過t3時，控制電機切入轉速閉環(huán)階段，電機 的轉動慣量計算結束。
[0110] 綜上，根據(jù)本發(fā)明實施例提出的電機的轉動慣量的測量方法，在第一預設時間段 控制電機的轉速以第一角加速度進行加速，并在第一預設時間段的第一采樣點對電機的電 流進行采樣以獲得第一采樣電流，進而根據(jù)第一采樣電流計算電機的第一電磁轉矩，在第 二預設時間段控制電機的轉速以第二角加速度進行加速，并在第二預設時間段的第二采樣 點對電機的電流進行采樣以獲得第二采樣電流，進而根據(jù)第二采樣電流計算電機的第二電 磁轉矩，之后根據(jù)第一電磁轉矩、第二電磁轉矩以及第一角加速度、第二角加速度計算電機 的轉動慣量。從而，該電機的轉動慣量的測量方法不考慮負載轉矩是否為零，能夠在帶載的 情況下測量轉動慣量，且測量精度高，而且計算簡單、實現(xiàn)容易。
[0111] 圖6為根據(jù)本發(fā)明實施例的電機的轉動慣量的測量裝置的方框示意圖。如圖6所 示，該電機的轉動慣量的測量裝置包括：獲取模塊1、采樣模塊2和控制模塊3。
[0112] 獲取模塊1用于在第一預設時間段獲取第一直軸參考電流和第一交軸參考電流， 并在第二預設時間段獲取第二直軸參考電流和第二交軸參考電流，其中，第一直軸參考電 流的幅值和第一交軸參考電流的幅值相等，第二直軸參考電流的幅值和第二交軸參考電流 的幅值相等。
[0113] 也就是說，在第一預設時間段