一種永磁同步電機(jī)定子磁鏈的辨識方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種永磁同步電機(jī)，尤其涉及一種永磁同步電機(jī)定子磁鏈的辨識方 法，屬于永磁同步電機(jī)控制領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 永磁同步電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、功率密度高、控制簡單等諸多優(yōu)點(diǎn)。近年來，永磁同 步電機(jī)在高性能調(diào)速系統(tǒng)和伺服控制系統(tǒng)等工業(yè)領(lǐng)域中得到了日益廣泛的應(yīng)用。
[0003] 定子磁鏈的準(zhǔn)確辨識是永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。定子磁鏈影響著空間 電壓矢量的選擇，即可能由于觀測誤差無法準(zhǔn)確判定磁鏈所在的扇區(qū)。所以，定子磁鏈的準(zhǔn) 確辨識，對于提高永磁同步電機(jī)控制性能有著重要的意義。目前，公知的現(xiàn)有技術(shù)，是通過 各種觀測器方法觀測永磁同步電機(jī)定子磁鏈，但這種方法算法往往非常復(fù)雜，難以實際應(yīng) 用。
[0004] 因此，現(xiàn)有技術(shù)的定子磁鏈辨識效果難以滿足永磁同步電機(jī)高性能控制要求。如 何實時準(zhǔn)確辨識永磁同步電機(jī)定子磁鏈，是現(xiàn)有技術(shù)有待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是為了解決永磁同步電機(jī)高性能控制中電機(jī)定子磁鏈難以實時準(zhǔn) 確辨識的問題，而提出一種永磁同步電機(jī)定子磁鏈的辨識方法。
[0006] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：
[0007] -種永磁同步電機(jī)定子磁鏈的辨識方法，包括如下步驟：
[0008] (1)將永磁同步電機(jī)中性點(diǎn)與直流電壓源中點(diǎn)接地，從而永磁同步電機(jī)中性點(diǎn)的 電壓為〇;
[0009] (2)確定永磁同步電機(jī)A、B、C三相端電壓和相電壓；
[0010] (3)檢測永磁同步電機(jī)A、B、C三相相電流，結(jié)合前述相電壓，計算永磁同步電機(jī)A、 B、C三相相反電勢；
[0011] (4)對所述永磁同步電機(jī)A、B、C三相相反電勢積分得到三相永磁磁鏈；
[0012] (5)利用三相永磁磁鏈和相電流，計算得到三相定子磁鏈，再通過CLARK變換，將前 述三相定子磁鏈?zhǔn)噶亢铣?，得到永磁同步電機(jī)定子磁鏈。
[0013] 上述步驟(2)中，永磁同步電機(jī)A、B、C三相端電壓的確定方法是：首先判斷三相全 橋逆變器工作在導(dǎo)通過程還是續(xù)流過程，當(dāng)工作在導(dǎo)通過程，永磁同步電機(jī)A、B、C三相端電 壓通過功率管的狀態(tài)確定:若某相的上橋臂功率管開通，則該相端電壓數(shù)值為直流電壓源 幅值的1/2、極性為正，若某相的下橋臂功率管開通，則該相端電壓數(shù)值為直流電壓源幅值 的1/2、極性為負(fù)；當(dāng)工作在續(xù)流過程，永磁同步電機(jī)A、B、C三相端電壓通過續(xù)流二極管的狀 態(tài)確定:若某相的上橋臂續(xù)流二極管開通，則該相端電壓數(shù)值為直流電壓源幅值的1/2、極 性為正，若某相的下橋臂續(xù)流二極管開通，則該相端電壓數(shù)值為直流電壓源幅值的1/2、極 性為負(fù)。
[0014]上述判斷三相全橋逆變器工作在導(dǎo)通過程還是續(xù)流過程的方法是:檢測三相全橋 逆變器功率管是否全部關(guān)斷，當(dāng)三相全橋逆變器功率管不是全部關(guān)斷時，則表明三相全橋 逆變器處于導(dǎo)通過程；當(dāng)三相全橋逆變器功率管全部關(guān)斷，則表明三相全橋逆變器處于續(xù) 流過程。
[0015]上述步驟(2)中，永磁同步電機(jī)A、B、C三相相電壓的確定方法是：將永磁同步電機(jī) A、B、C三相端電壓減去中性點(diǎn)的電壓，得到永磁同步電機(jī)相電壓，由于中性點(diǎn)的電壓為0,故 相電壓與端電壓相同。
[0016]上述步驟(3)的詳細(xì)內(nèi)容是:利用電流傳感器檢測永磁同步電機(jī)A、B、C三相相電流 ：[3、：[1)、：[。，再結(jié)合步驟(2)中的厶、13、(：三相相電壓11￡1、111 )、11。，根據(jù)下式永磁同步電機(jī)相電壓平 衡方程，計算得到永磁同步電機(jī)三相相反電勢ea、eb、e。：
[0018] 其中，Ra、Rb、Re分別為永磁同步電機(jī)A、B、C三相相電阻，La、Lb、Lc分別為永磁同步電 機(jī)A、B、C三相相電感。
[0019] 上述步驟(4)的詳細(xì)內(nèi)容是:對步驟(3)得到的永磁同步電機(jī)三相相反電勢利用下 式進(jìn)行積分，得到三相永磁磁鏈Hb、屯。：
[0021 ] 上述步驟(5)的詳細(xì)內(nèi)容是:利用步驟(4)計算得到的三相永磁磁鏈ltra、ltrb、ltrc和 步驟⑶測得的相電流ia、i b、i。，利用下式計算得到三相定子磁鏈I^sa、Φα、也。：
[0023]其中，La、Lb、Lc分別為永磁同步電機(jī)A、B、C三相相電感；
[0024]再利用下式通過CLARK變換，將前述三相定子磁鏈?zhǔn)噶亢铣?，得到永磁同步電機(jī)定 子磁鏈 1I5SCU Φ??β:
[0026]本發(fā)明的方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，所需的電機(jī)參數(shù)少，結(jié)構(gòu)簡單，計算量小，辨識精 度高，實時性好。
【附圖說明】
[0027] 圖1為一種永磁同步電機(jī)定子磁鏈的辨識方法流程圖。
【具體實施方式】
[0028] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖，對本發(fā)明進(jìn) 行進(jìn)一步的詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本發(fā)明，并不用于 限定本發(fā)明。
[0029] 如圖1所示，本發(fā)明的一種永磁同步電機(jī)定子磁鏈的辨識方法，包括下列步驟：
[0030] (1)將永磁同步電機(jī)中性點(diǎn)與直流電壓源中點(diǎn)接地，從而將永磁同步電機(jī)中性點(diǎn) 的電壓鉗位為〇;
[0031] (2)通過三相全橋逆變器導(dǎo)通過程和續(xù)流過程中功率管及續(xù)流二極管的通斷狀 態(tài)，確定永磁同步電機(jī)端電壓；用所述端電壓減去所述中性點(diǎn)的電壓，得到永磁同步電機(jī)相 電壓；
[0032] 在確定永磁同步電機(jī)A、B、C三相的端電壓時，可根據(jù)三相全橋逆變器工作的導(dǎo)通 過程和續(xù)流過程兩種情況分別考慮，具體可通過檢測三相全橋逆變器功率管是否全部關(guān)斷 來判斷三相全橋逆變器是工作在導(dǎo)通過程還是續(xù)流過程，具體來說，當(dāng)三相全橋逆變器功 率管不是全部關(guān)斷時，則表明三相全橋逆變器處于導(dǎo)通過程；當(dāng)三相全橋逆變器功率管全 部關(guān)斷，則表明三相全橋逆變器處于續(xù)流過程。
[0033]在三相全橋逆變器導(dǎo)通過程，永磁同步電機(jī)A、B、C三相端電壓通過功率管的狀態(tài) 確定:若某相的上橋臂功率管開通，則該相端電壓數(shù)值為直流電壓源幅值的1/2、極性為正， 若某相的下橋臂功率管開通，則該相端電壓數(shù)值為直流電壓源幅值的1/2、極性為負(fù)。
[0034]在三相全橋逆變器續(xù)流過程，永磁同步電機(jī)A、B、C三相端電壓通過續(xù)流二極管的 狀態(tài)確定：由于續(xù)流過程三相全橋逆變器功率管全部關(guān)斷，永磁同步電機(jī)A、B、C各相通過各 自所連接的三相全橋逆變器橋臂上唯一開通的續(xù)流