一種永磁同步電機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，尤其涉及一種永磁同步電機定子磁鏈的辨識方 法，屬于永磁同步電機控制領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 永磁同步電機具有結(jié)構(gòu)簡單、功率密度高、控制簡單等諸多優(yōu)點。近年來，永磁同 步電機在高性能調(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] 定子磁鏈的準確辨識是永磁同步電機控制系統(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確判定磁鏈所在的扇區(qū)。所以，定子磁鏈的準 確辨識，對于提高永磁同步電機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高性能控制要求。如 何實時準確辨識永磁同步電機定子磁鏈，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高性能控制中電機定子磁鏈難以實時準 確辨識的問題，而提出一種永磁同步電機定子磁鏈的辨識方法。
[0006] 為了達到上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：
[0007] -種永磁同步電機定子磁鏈的辨識方法，包括如下步驟：
[0008] (1)將永磁同步電機中性點與直流電壓源中點接地，從而永磁同步電機中性點的 電壓為〇;
[0009] (2)確定永磁同步電機A、B、C三相端電壓和相電壓；
[0010] (3)檢測永磁同步電機A、B、C三相相電流，結(jié)合前述相電壓，計算永磁同步電機A、 B、C三相相反電勢；
[0011] (4)對所述永磁同步電機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 述三相定子磁鏈矢量合成，得到永磁同步電機定子磁鏈。
[0013] 上述步驟(2)中，永磁同步電機A、B、C三相端電壓的確定方法是：首先判斷三相全 橋逆變器工作在導通過程還是續(xù)流過程，當工作在導通過程，永磁同步電機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；當工作在續(xù)流過程，永磁同步電機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。
[0014]上述判斷三相全橋逆變器工作在導通過程還是續(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 逆變器處于導通過程；當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A、B、C三相相電壓的確定方法是：將永磁同步電機 A、B、C三相端電壓減去中性點的電壓，得到永磁同步電機相電壓，由于中性點的電壓為0,故 相電壓與端電壓相同。
[0016]上述步驟(3)的詳細內(nèi)容是:利用電流傳感器檢測永磁同步電機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)下式永磁同步電機相電壓平 衡方程，計算得到永磁同步電機三相相反電勢ea、eb、e。：
[0018] 其中，Ra、Rb、Re分別為永磁同步電機A、B、C三相相電阻，La、Lb、Lc分別為永磁同步電 機A、B、C三相相電感。
[0019] 上述步驟(4)的詳細內(nèi)容是:對步驟(3)得到的永磁同步電機三相相反電勢利用下 式進行積分，得到三相永磁磁鏈Hb、屯。：
[0021 ] 上述步驟(5)的詳細內(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矢量合成，得到永磁同步電機定 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)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖，對本發(fā)明進 行進一步的詳細說明。應(yīng)當理解，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定子磁鏈的辨識方法，包括下列步驟：
[0030] (1)將永磁同步電機中性點與直流電壓源中點接地，從而將永磁同步電機中性點 的電壓鉗位為〇;
[0031] (2)通過三相全橋逆變器導通過程和續(xù)流過程中功率管及續(xù)流二極管的通斷狀 態(tài)，確定永磁同步電機端電壓；用所述端電壓減去所述中性點的電壓，得到永磁同步電機相 電壓；
[0032] 在確定永磁同步電機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通過程還是續(xù)流過程，具體來說，當三相全橋逆變器功 率管不是全部關(guān)斷時，則表明三相全橋逆變器處于導通過程；當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通過程，永磁同步電機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。
[0034]在三相全橋逆變器續(xù)流過程，永磁同步電機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