电机参数辨识方法及装置

1.本发明涉及电机控制技术领域，特别涉及一种电机参数辨识方法及装置。


背景技术：

2.永磁同步电动机(permanent magnet synchronous machine,pmsm)具有高功率密度、宽调速范围、高效率、体积小、响应快和运行可靠等优点，在家用电器、数控机床、工业机器人、电动汽车以及航空设备等交流驱动场合得到广泛的应用。
3.在电机矢量控制算法对电机的参数有很强的依赖性，其中电感是最重要的参数，这是一个随着电流不断变化的参数。获得准确的电感参数对于电机控制效率提升、电机转 速准确估计、电流环控制精度、弱磁控制等各个环节中都扮演者非常重要的角色。
4.现有的永磁同步电机离线参数辨识方法是通过在永磁同步电机运行之前对电机施加不同形式的电压和电流激励，检测永磁同步电机相应的电压、电流响应，并根据激励、响应和电机参数之间的关系得到电机参数，或者采用某种拟合算法辨识电机参数。
5.例如，对电机施加直流将转子定位在d轴上，然后施加正弦激励，检测响应。然而，由于永磁体转子对定子齿、槽的吸引会导致定位后转子偏移，若增大定位电流来阻止该偏移，容易导致磁路饱和从而降低辨识精度。另外，转子定位后，施加正弦激励时，转子可能会出现抖动偏离d轴，导致辨识精度下降，无法精准地辨识交轴电感参数lq。


技术实现要素：

6.鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种电机参数辨识方法及装置，提高电机参数的辨识精度。
7.根据本发明的第一方面，提供一种电机参数辨识方法，包括：依次控制逆变器按照第一预设导通方式与第二预设导通方式导通任一两相桥臂，断开第三相桥臂，在所述第一预设导通方式下，向所述永磁同步电机的绕组施加正向电压脉冲，在所述第二预设导通方式下，向所述永磁同步电机的绕组施加反向电压脉冲；获取正向电压脉冲下的直流母线电压，以及在正向电压脉冲下不同时刻采集导通桥臂上对应绕组的第一电流值和第二电流值，所述不同时刻之间的时间间隔为电流采集时间间隔；根据正向电压脉冲下的直流母线电压以及第一电流值、第二电流值和所述电流采集时间间隔计算交轴电感参数和直轴电感参数；其中，第一预设方式为所述两相中的第一相的上桥臂和所述两相中的第二相的下桥臂导通；第二预设方式为所述两相中的第一相的下桥臂和所述两相中的第二相的上桥臂导通；所述正向电压脉冲和所述反向电压脉冲的作用方向相反。
8.优选地，依次控制逆变器按照第一预设导通方式与第二预设导通方式导通任一两相桥臂，断开第三相桥臂，在所述第一预设导通方式下，向所述永磁同步电机的绕组施加正向电压脉冲，在所述第二预设导通方式下，向所述永磁同步电机的绕组施加反向电压脉冲包括：导通逆变器中第一相上桥臂和第二相下桥臂，断开逆变器中第一相下桥臂、第二相上桥臂、第三相上桥臂和第三相下桥臂，向永磁同步电机的绕组施加时长为第一预设时间的
第一电压脉冲；导通逆变器中第一相下桥臂和第二相上桥臂，断开逆变器中第一相上桥臂、第二相下桥臂、第三相上桥臂和第三相下桥臂，向永磁同步电机的绕组施加时长为第二预设时间的第二电压脉冲；导通逆变器中第二相上桥臂和第三相下桥臂，断开逆变器中第二相下桥臂、第三相上桥臂、第一相上桥臂和第一相下桥臂，向永磁同步电机的绕组施加时长为第三预设时间的第三电压脉冲；导通逆变器中第二相下桥臂和第三相上桥臂，断开逆变器中第二相上桥臂、第三相下桥臂、第一相上桥臂和第一相下桥臂，向永磁同步电机的绕组施加时长为第四预设时间的第四电压脉冲；导通逆变器中第三相上桥臂和第一相下桥臂，断开逆变器中第三相下桥臂、第一相上桥臂、第二相上桥臂和第二相下桥臂，向永磁同步电机的绕组施加时长为第五预设时间的第五电压脉冲；导通逆变器中第三相下桥臂和第一相上桥臂，断开逆变器中第三相上桥臂、第一相下桥臂、第二相上桥臂和第二相下桥臂，向永磁同步电机的绕组施加时长为第六预设时间的第六电压脉冲。
9.优选地，当所述永磁同步电机的三相绕组电流为零以及转子处于静止状态时，向所述永磁同步电机的绕组施加正向电压脉冲。
10.优选地，向所述永磁同步电机的绕组施加反向电压脉冲后，静置一定时间使所述永磁同步电机的三相绕组电流为零以及转子处于静止状态。
11.优选地，获取正向电压脉冲下的直流母线电压，以及在正向电压脉冲下不同时刻采集导通桥臂上对应绕组的第一电流值和第二电流值包括：在第一电压脉冲、第三电压脉冲、第五电压脉冲持续过程中，采集直流母线电压，得到第一母线电压、第二母线电压、第三母线电压；在第一电压脉冲持续过程中，在不同时刻采集第一线电流、第二线电流，在第三电压脉冲持续过程中，在不同时刻采集第三线电流、第四线电流，在第五电压脉冲持续，在不同时刻采集第五线电流和第六线电流；所述不同时刻之间的时间间隔为设定时间。
[0012] 优选地，根据正向电压脉冲下的直流母线电压以及第一电流值、第二电流值和所述电流采集时间间隔计算交轴电感参数和直轴电感参数包括：计算所述第一线电流与第二线电流的差值，得到第一电流差值；计算第三线电流与第四线电流的差值，得到第二电流差值；通过计算第五线电流与第六线电流的差值，得到第三电流差值；根据公式u=lδi/δt，以及第一母线电压、第二母线电压、第三母线电压，以及第一电流差值、第二电流差值、第三电流差值和电流采集时间间隔计算得到第一相和第二相之间线-线电感l
12
、第二相和第三相之间的线-线电感l
23
以及第三相和第一相之间的线-线电感l
31
；根据第一相和第二相之间线-线电感l
12
、第二相和第三相之间的线-线电感l
23
以及第三相和第一相之间的线-线电感l
31
以及公式，，， ，，， ，计算得到永磁同步电机的交轴电感参数和直轴电感参数。
[0013]
优选地，第一电压脉冲和第二电压脉冲作用方向相反；第三电压脉冲和第四电压脉冲作用方向相反，第五电压脉冲和第六电压脉冲作用方向相反。
[0014]
优选地，第一预设时间与第二预设时间相等；第三预设时间与第四预设时间相等；第五预设时间与第六预设时间相等。
[0015]
优选地，所述辨识方法还包括：在第一电压脉冲下检测到的直流母线电压在第一
预设时间内积分并求平均值得到第一母线电压，以及在第一预设时间内采样不同时刻的电流得到第一线电流和第二线电流；在第三电压脉冲下检测到的直流母线电压在第三预设时间内积分并求平均值得到第二母线电压，以及在第三预设时间内采样不同时刻的电流得到第三线电流和第四线电流；在第五电压脉冲下检测到的直流母线电压在第五预设时间内积分并求平均值得到第三母线电压，以及在第五预设时间内采样不同时刻的电流得到第五线电流和第六线电流。
[0016]
根据本发明的另一方面，提供一种电机参数辨识装置，包括：脉冲信号发生器，用于产生脉冲信号；控制模块，与脉冲信号发生器连接，用于控制脉冲信号发生器依次产生脉冲信号；逆变器，连接在脉冲发生器和永磁同步电机之间，用于根据所述脉冲信号依次控制逆变器按照第一预设导通方式与第二预设导通方式导通任一两相桥臂，断开第三相桥臂，在所述第一预设导通方式下，向所述永磁同步电机的绕组施加正向电压脉冲，在所述第二预设导通方式下，向所述永磁同步电机的绕组施加反向电压脉冲；所述控制模块还用于获取正向电压脉冲下的直流母线电压，以及在正向电压脉冲下不同时刻采集导通桥臂上对应绕组的第一电流值和第二电流值，所述不同时刻之间的时间间隔为电流采集时间间隔；电感计算模块，用于根据正向电压脉冲下的直流母线电压以及第一电流值、第二电流值和所述电流采集时间间隔计算交轴电感参数和直轴电感参数；其中，第一预设方式为所述两相中的第一相的上桥臂和所述两相中的第二相的下桥臂导通；第二预设方式为所述两相中的第一相的下桥臂和所述两相中的第二相的上桥臂导通；所述正向电压脉冲和所述反向电压脉冲的作用方向相反。
[0017]
优选地，所述控制模块包括：第一控制单元，用于控制脉冲信号发生器产生第一脉冲信号和第二脉冲信号；第二控制单元，用于控制脉冲信号发生器产生第三脉冲信号和第四脉冲信号；第三控制单元，用于控制脉冲信号发生器产生第五脉冲信号和第六脉冲信号，其中，所述第一脉冲信号用于导通逆变器中第一相上桥臂和第二相下桥臂，断开逆变器中第一相下桥臂、第二相上桥臂、第三相上桥臂和第三相下桥臂，向永磁同步电机的绕组施加时长为第一预设时间的第一电压脉冲；所述第二脉冲信号用于导通逆变器中第一相下桥臂和第二相上桥臂，断开逆变器中第一相上桥臂、第二相下桥臂、第三相上桥臂和第三相下桥臂，向永磁同步电机的绕组施加时长为第二预设时间的第二电压脉冲；所述第三脉冲信号用于导通逆变器中第二相上桥臂和第三相下桥臂，断开逆变器中第二相下桥臂、第三相上桥臂、第一相上桥臂和第一相下桥臂，向永磁同步电机的绕组施加时长为第三预设时间的第三电压脉冲；所述第四脉冲信号用于导通逆变器中第二相下桥臂和第三相上桥臂，断开逆变器中第二相上桥臂、第三相下桥臂、第一相上桥臂和第一相下桥臂，向永磁同步电机的绕组施加时长为第四预设时间的第四电压脉冲；所述第五脉冲信号用于导通逆变器中第三相上桥臂和第一相下桥臂，断开逆变器中第三相下桥臂、第一相上桥臂、第二相上桥臂和第二相下桥臂，向永磁同步电机的绕组施加时长为第五预设时间的第五电压脉冲；所述第六脉冲信号导通逆变器中第三相下桥臂和第一相上桥臂，断开逆变器中第三相上桥臂、第一相下桥臂、第二相上桥臂和第二相下桥臂，向永磁同步电机的绕组施加时长为第六预设时间的第六电压脉冲。
[0018]
优选地，所述控制模块还用于当所述永磁同步电机的三相绕组电流为零以及转子处于静止状态时，控制脉冲信号发生器产生正向脉冲信号，所述逆变器根据所述正向脉冲
信号向所述永磁同步电机的绕组施加正向电压脉冲。
[0019]
优选地，在所述逆变器向所述永磁同步电机的绕组施加反向电压脉冲后，静置一定时间使所述永磁同步电机的三相绕组电流为零以及转子处于静止状态。
[0020]
优选地，所述控制模块还包括：第一检测单元，用于在第一电压脉冲、第三电压脉冲、第五电压脉冲持续过程中，采集直流母线电压，得到第一母线电压、第二母线电压、第三母线电压；以及在第一电压脉冲持续过程中，在不同时刻采集第一线电流、第二线电流，在第三电压脉冲持续过程中，在不同时刻采集第三线电流、第四线电流，在第五电压脉冲持续，在不同时刻采集第五线电流和第六线电流；所述不同时刻之间的时间间隔为设定时间。
[0021]
优选地，所述电感计算模块还用于计算所述第一线电流与第二线电流的差值，得到第一电流差值；计算第三线电流与第四线电流的差值，得到第二电流差值；通过计算第五线电流与第六线电流的差值，得到第三电流差值；所述电感计算模块还用于根据公式u=l
•
δi/δt，以及第一母线电压、第二母线电压、第三母线电压，第一电流差值、第二电流差值、第三电流差值，和电流采集时间间隔计算得到永磁同步电机的第一相和第二相之间线-线电感l
12
、第二相和第三相之间的线-线电感l
23
以及第三相和第一相之间的线-线电感l
31
；所述电感计算模块还用于根据公式，，，，，，，计算得到永磁同步电机的交轴电感参数和直轴电感参数。
[0022]
优选地，第一电压脉冲和第二电压脉冲作用方向相反；第三电压脉冲和第四电压脉冲作用方向相反，第五电压脉冲和第六电压脉冲作用方向相反。
[0023]
优选地，第一预设时间与第二预设时间相等；第三预设时间与第四预设时间相等；第五预设时间与第六预设时间相等。
[0024]
优选地，所述第一检测单元还用于在第一电压脉冲下检测到的直流母线电压在第一预设时间内积分并求平均值得到第一母线电压，以及在第一预设时间内采样不同时刻的电流得到第一线电流和第二线电流；所述第一检测单元还用于在第三电压脉冲下检测到的直流母线电压在第三预设时间内积分并求平均值得到第二母线电压，以及在第三预设时间内采样不同时刻的电流得到第三线电流和第四线电流；所述第一检测单元还用于在第五电压脉冲下检测到的直流母线电压在第五预设时间内积分并求平均值得到第三母线电压，以及在第五预设时间内采样不同时刻的电流得到第五线电流和第六线电流。
[0025]
本发明提供的电机参数辨识方法及装置，通过在永磁同步电机处于三相绕组电流为零以及转子静止的状态下，向永磁同步电机依次向任一两相桥臂施加正向电压脉冲，通过检测永磁同步电机在正向电压脉冲作用下的电流，计算出三个两相间的线-线电感；并根据理论公式进一步计算出直轴电感参数ld和交轴电感参数lq。本发明在未知电机电感参数的情况下，可以在电机运行前非常简便地进行电感参数辨识，不需要外部设备固定永磁同步电机的转轴，不需要进行转子堵转实验，即可实现直轴电感参数ld和交轴电感参数lq的辨识，方法简便，易于实现，提高辨识精度。
[0026]
进一步地，按照第一预设方式导通两相桥臂，向永磁同步电机的绕组施加正向电压脉冲；按照第二预设方式导通两相桥臂，向永磁同步电机的绕组施加反向电压脉冲；其
中，第一预设导通方式为其中一相上桥臂和另一相下桥臂导通；第二预设导通方式为其中一相下桥臂和另一相上桥臂导通；正向电压脉冲和反向电压脉冲的作用方向相反，幅值相等，作用时间相等，使得作用于电机转子作用力为0，最大程度降低了因转子位移导致的电感参数辨识误差，提高辨识精度。
附图说明
[0027]
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：图1示出了永磁同步电机的转子磁极的空间关系图；图2示出了永磁同步电机任一相的自感参数与转子位置角度的关系图；图3示出永磁同步电机两相之间的互感参数与转子位置角度的关系图；图4示出本发明实施例提供的电机参数辨识方法的流程图；图5示出本发明实施例提供的电机参数辨识方法中步骤s100的流程图；图6示出本发明实施例提供的电机参数辨识方法中步骤s300的流程图；图7示出了本发明实施例提供的电机参数辨识装置的结构示意图；图8示出本发明实施例提供的控制单元的示意图。
具体实施方式
[0028]
以下将参照附图更详细地描述本发明的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。
[0029]
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
[0030]
图1示出了永磁同步电机的转子磁极的空间关系图；图2示出了永磁同步电机任一相的自感参数与转子位置角度的关系图；图3示出永磁同步电机两相之间的互感参数与转子位置角度的关系图。
[0031]
n-s为永磁同步电机的永磁体，永磁体转子转动在空间产生交变的磁场，该磁场与三相绕组相交链，感应出反电动势，此时转子磁场就会受定子磁场的拉力作用而随着定子旋转磁场同步旋转。
[0032]
abc坐标系表示三相定子坐标系，三相交流电机的三相绕组轴线a、b、c空间上互相差2π/3rad的电角度，空间矢量在这三个坐标轴上的投影即表示为该空间矢量在这三个绕组上的分量；d-q坐标系的横轴d轴与永磁体转子的n磁极在同一位置上，d-q坐标系的纵轴 q轴逆时针超前横轴d轴90度电角度，在空间上，该坐标系与永磁体转子保持同步旋转，d-q坐标系也称为旋转坐标系。
[0033]
当永磁体转子与定子旋转磁场保持同步旋转时，定义旋转坐标系的横轴d轴(即转子n极)与三相定子坐标系abc的a轴夹角为转子的位置角θ。
[0034]
在三相定子坐标系下，永磁同步电机(pmsm)的电感矩阵为：(1)式中：为a相自感，为b相自感，为c相自感；、为a、b两相间的互
感，、为a、c两相间的互感，、为b、c两相的互感。
[0035]
以a相自感为例(参见图2)，当永磁体转子与a轴正交时，即或时，相应的磁阻最大，达到最小值，记为；而当永磁体转子与a轴重合时，即或时，相应的磁阻最小，即达到最大值，记为+；因此三相自感的计算式为：(2)由公式(2)可知，以为周期，随永磁体转子与a轴的夹角的变化而呈正弦变化，其值恒为正。
[0036]
定子相间互感也与转子的位置有关，且以为周期呈正弦变化，以a，b两相间的互感为例(参见图3)，当永磁体转子落后a轴或超前时，达到最大值；而当或时，达到最小值。同理，由于a，b，c三相绕组在空间互差，因此互感值为负值。
[0037]
因此三相绕组间两两互感的计算式为：(3)将式（1）所示的a，b，c三相静止坐标系电感矩阵变换到d，q两相旋转坐标系可得：(4)式中：分别为3s/2s，2s/2r坐标变换矩阵。
[0038]
化简得:(5)所以，d,q轴电感分别为：（6）一般情况下，pmsm的三相定子绕组采用y型接法，电机转子静止时，其位置为任意，故无法直接通过测量得到d，q轴电感参数，但是可以通过测量三相绕组两两之间的线电感，计算获得d，q轴电感。如前面所述，假设c，a，b三相分别开路时，测量得到的线电感为，
，，则有（7）将式（2），（3）代入式（7）并简化得：(8)将（8）中各行相加得到： (9)然后令化简得：(10)计算可得：(11)因此：(12)得到和的值后，即可按照式（6）计算得到和。
[0039]
图4示出根据本发明实施例提供的电机参数辨识方法的流程图。如图4所示，所述电机参数辨识方法包括以下步骤。
[0040]
在步骤s100中，依次控制逆变器按照第一预设导通方式与第二预设导通方式导通任一两相桥臂， 在所述第一预设导通方式下，向所述永磁同步电机的绕组施加正向电压脉冲，在所述第二预设导通方式下，向所述永磁同步电机的绕组施加反向电压脉冲。
[0041]
在本实施例中，第一相为a相，第二相为b相，第三相为c相，但并不局限于此。具体
地，按照第一预设导通方式导通两相桥臂，断开第三相桥臂，向永磁同步电机的绕组施加正向电压脉冲；按照第二预设导通方式导通两相桥臂，断开第三相桥臂，向永磁同步电机的绕组施加反向电压脉冲；其中，第一预设导通方式为其中一相的上桥臂和另一相的下桥臂导通；第二预设导通方式为其中一相的下桥臂和另一相的上桥臂导通；正向电压脉冲和反向电压脉冲的作用方向相反，幅值相等，施加的时间相同。
[0042]
在本实施例中，当所述永磁同步电机的三相绕组电流为零以及转子处于静止状态时，向所述永磁同步电机的绕组施加正向电压脉冲。向所述永磁同步电机的绕组施加反向电压脉冲后，静置一定时间使所述永磁同步电机的三相绕组电流为零以及转子处于静止状态。
[0043]
以导通第一相和第二相桥臂为例进行说明，第一预设方式为控制第一相上桥臂和第二相下桥臂导通，第二预设方式为控制第一相下桥臂和第二相上桥臂导通。
[0044]
具体地，参见图5，步骤s100包括步骤s110-s160。
[0045]
在步骤s110中，当永磁同步电机的三相绕组电流为零以及转子处于静止状态时，导通逆变器中第一相上桥臂和第二相下桥臂，断开逆变器中第一相下桥臂、第二相上桥臂、第三相上桥臂和第三相下桥臂，向永磁同步电机的绕组施加时长为第一预设时间t1的第一电压脉冲v1。
[0046]
在步骤s120中，导通逆变器中第一相的下桥臂和第二相上桥臂，断开逆变器中第一相下桥臂、第二相上桥臂、第三相上桥臂和第三相下桥臂，向永磁同步电机的绕组施加时长为第二预设时间t2的第二电压脉冲v2。施加第二电压脉冲v2之后，静置一定时间使所述永磁同步电机的三相绕组电流为零以及转子处于静止状态。
[0047]
在步骤s130中，当永磁同步电机的三相绕组电流为零以及转子处于静止状态时，导通逆变器中第二相上桥臂和第三相下桥臂，断开逆变器中第二相下桥臂、第三相上桥臂、第一相上桥臂和第一相下桥臂，向永磁同步电机的绕组施加时长为第三预设时间t3的第三电压脉冲v3。
[0048]
在步骤s140中，导通逆变器中第二相下桥臂和第三相上桥臂，断开逆变器中第二相上桥臂、第三相下桥臂、第一相上桥臂和第一相下桥臂，向永磁同步电机的绕组施加时长为第四预设时间t4的第四电压脉冲v4。施加第四电压脉冲v4之后，静置一定时间使所述永磁同步电机的三相绕组电流为零以及转子处于静止状态。
[0049]
在步骤s150中，当永磁同步电机的三相绕组电流为零以及转子处于静止状态时，导通逆变器中第三相上桥臂和第一相下桥臂，断开逆变器中第三相下桥臂、第一相上桥臂、第二相上桥臂和第二相下桥臂，向永磁同步电机的绕组施加时长为第五预设时间t5的第五电压脉冲v5。
[0050]
在步骤s160中，导通逆变器中第三相下桥臂和第一相上桥臂，断开逆变器中第三相上桥臂、第一相下桥臂、第二相上桥臂和第二相下桥臂，向永磁同步电机的绕组施加时长为第六预设时间t6的第六电压脉冲v6。施加第六电压脉冲v6之后，静置一定时间使所述永磁同步电机的三相绕组电流为零以及转子处于静止状态。
[0051]
在本实施例中，第一电压脉冲v1和第二电压脉冲v2作用方向相反；第三电压脉冲v3和第四电压脉冲v4作用方向相反，第五电压脉冲v5和第六电压脉冲v6作用方向相反。第一预设时间t1与第二预设时间t2相等；第三预设时间t3与第四预设时间t4相等；第五预设
时间t5与第六预设时间t6相等。
[0052]
在步骤s200中，获取正向电压脉冲下的直流母线电压，以及在正向电压脉冲下不同时刻采集导通桥臂上对应绕组的第一电流值和第二电流值，所述不同时刻之间的时间间隔为电流采集时间间隔。
[0053]
在本实施例中，分别采样第一电压脉冲、第三电压脉冲、第五电压脉冲下的直流母线电压和电流，计算得到第一母线电压vdc1、第二母线电压vdc2、第三母线电压vdc3以及第一线电流i1、第二线电流i2、第三线电流i3、第四线电流i4、第五线电流i5和第六线电流i6。其中，第一线电流i1和第二线电流i2分别为不同时刻的线电流iab；第三线电流i3和第四线电流i4分别为不同时刻的线电流ibc；第五线电流i5和第六线电流i6分别为不同时刻的线电流iac。
[0054]
具体地，采样第一电压脉冲v1下的直流母线电压和电流，并计算得到第一母线电压vdc1、第一线电流i1和第二线电流i2；采样第三电压脉冲v3下的直流母线电压和电流，并计算得到第二母线电压vdc2、第三线电流i3和第四线电流i4；以及采样第五电压脉冲v5下的直流母线电压和电流，并计算得到第三母线电压vdc3、第五线电流i5和第六线电流i6。
[0055]
在本实施例中，在第一电压脉冲v1下检测到的直流母线电压在第一预设时间t1内积分并求平均值得到第一母线电压vdc1；以及在第一预设时间内t1采样不同时刻的电流得到第一线电流i1和第二线电流i2。在第三电压脉冲v3下检测到的直流母线电压在第三预设时间t3内积分并求平均值得到第二母线电压vdc2；以及在第三预设时间内t3采样不同时刻的电流得到第三线电流i3和第四线电流i4。在第五电压脉冲v5下检测到的直流母线电压在第五预设时间t5内积分并求平均值得到第三母线电压vdc3；以及在第五预设时间内t5采样不同时刻的电流得到第五线电流i5和第六线电流i6。
[0056]
在步骤s300中，根据正向电压脉冲下的直流母线电压以及第一电流值、第二电流值和所述电流采集时间间隔计算交轴电感参数和直轴电感参数。
[0057]
在本实施例中，根据第一母线电压vdc1、第二母线电压vdc2、第三母线电压vdc3以及第一线电流i1、第二线电流i2、第三线电流i3、第四线电流i4、第五线电流i5和第六线电流i6计算得到永磁同步电机的交轴电感参数lq，以及永磁同步电机的直轴电感参数ld。
[0058]
具体地，参见图6，步骤s300包括以下步骤。
[0059]
在步骤s310中，计算所述第一线电流与第二线电流的差值，得到第一电流差值；计算第三线电流与第四线电流的差值，得到第二电流差值；通过计算第五线电流与第六线电流的差值，得到第三电流差值。
[0060]
在本实施例中，根据第一线电流i1和第二线电流i2得到第一电流差值以及相应的第一电流采集时间检测δt1；根据第三线电流i3和第四线电流i4得到第二电流差值以及相应的第二电流采集时间检测δt2；根据第五线电流i5和第六线电流i6得到第三电流差值以及相应的第三电流采集时间检测δt3。
[0061]
在步骤s320中，根据第一母线电压、第二母线电压、第三母线电压，以及第一电流差值、第二电流差值、第三电流差值和电流采集时间间隔计算得到第一相和第二相之间线-线电感l
12
、第二相和第三相之间的线-线电感l
23
以及第三相和第一相之间的线-线电感l
31
。
[0062]
在本实施例中，根据第一母线电压vdc1、第一电流差值以及相应的第一电流采集时间检测δt1计算得到第一相和第二相之间的线-线电感l
12
；根据第二母线电压vdc2、第
二电流差值以及相应的第二电流采集时间检测δt2计算得到第二相和第三相之间的线-线电感l
23
；以及根据第三母线电压vdc3、第三电流差值以及相应的第三电流采集时间检测δt3计算得到第三相和第一相之间的线-线电感l
31
。
[0063]
在本实施例中，利用公式计算得到第一相和第二相之间的线-线电感l
12
；同理，利用公式计算得到第二相和第三相之间的线-线电感l
23
；利用公式计算得到第三相和第一相之间的线-线电感l
31
。
[0064]
在步骤s330中，根据第一相和第二相之间的线-线电感l
12
、第二相和第三相之间的线-线电感l
23
以及第三相和第一相之间的线-线电感l
31
以及以下的公式计算得到永磁同步电机的交轴电感参数lq，以及永磁同步电机的直轴电感参数ld。
[0065]
在本实施例中，根据以下公式： (13)(14)(15)(16)(17)(18)，(19)得到永磁同步电机的交轴电感参数lq，以及永磁同步电机的直轴电感参数ld。
[0066]
本发明实施例提供的电机参数辨识方法，通过在永磁同步电机处于静置状态下，向永磁同步电机依次向任一两相桥臂施加正向电压脉冲，通过检测永磁同步电机在正向电压脉冲作用下的电流，计算出三个两相间的线-线电感；并根据理论公式进一步计算出直轴电感参数ld和交轴电感参数lq。本发明在未知电机电感参数的情况下，可以在电机运行前非常简便地进行电感参数辨识，不需要外部设备固定永磁同步电机的转轴，不需要进行转子堵转实验，即可实现直轴电感参数ld和交轴电感参数lq的辨识，方法简便，易于实现，提高辨识精度。
[0067]
进一步地，按照第一预设方式导通两相桥臂，断开第三相桥臂，向永磁同步电机的绕组施加正向电压脉冲；按照第二预设方式导通两相桥臂，断开第三相桥臂，向永磁同步电机的绕组施加反向电压脉冲；其中，第一预设方式为其中一相上桥臂和另一相下桥臂导通；第二预设方式为其中一相下桥臂和另一相上桥臂导通；正向电压脉冲和反向电压脉冲的作用方向相反，幅值相等，作用时间相等，使得作用于电机转子作用力为0，最大程度降低了因转子位移导致的电感参数辨识误差，提高辨识精度。
[0068]
图7示出本发明实施例提供的电机参数辨识装置的结构示意图。如图7所示，所述电机参数辨识装置包括脉冲信号发生器210、逆变器220、控制模块230和电感计算模块240。
[0069]
脉冲信号发生器210的输出端与逆变器220的输入端连接，逆变器220的输出端与永磁同步电机270的输入端连接。
[0070]
脉冲信号发生器210，用于产生脉冲信号。
[0071]
控制模块230，与脉冲信号发生器210连接，用于控制脉冲信号发生器210依次产生脉冲信号。
[0072]
逆变器220连接在脉冲发生器210和永磁同步电机270之间，用于根据所述脉冲信号按照第一预设导通方式或第二预设导通方式导通任一两相桥臂，以及在所述第一预设导通方式下，向所述永磁同步电机的绕组施加正向电压脉冲，在所述第二预设导通方式下，向所述永磁同步电机的绕组施加反向电压脉冲。
[0073]
在本实施例中，第一相为a相，第二相为b相，第三相为c相，但并不局限于此。具体地，按照第一预设方式导通两相桥臂，向永磁同步电机的绕组施加正向电压脉冲；按照第二预设方式导通两相桥臂，向永磁同步电机的绕组施加反向电压脉冲；其中，第一预设方式为其中一相的上桥臂和另一相的下桥臂导通；第二预设方式为其中一相的下桥臂和另一相的上桥臂导通；正向电压脉冲和反向电压脉冲的作用方向相反，幅值相等，施加的时间相同。
[0074]
以导通第一相和第二相桥臂为例进行说明，第一预设方式为控制第一相上桥臂和第二相下桥臂导通，第二预设方式为控制第一相下桥臂和第二相上桥臂导通。
[0075]
所述控制模块230还用于获取正向电压脉冲下的直流母线电压，以及在正向电压脉冲下不同时刻采集导通桥臂上对应绕组的第一电流值和第二电流值，所述不同时刻之间的时间间隔为电流采集时间间隔。
[0076]
在本实施例中，控制模块230包括第一控制单元231、第二控制单元232、第三控制单元233和第一检测单元234（参见图8），其中：第一控制单元231，用于控制脉冲信号发生器210产生第一脉冲信号和第二脉冲信号。其中，第一脉冲信号用于导通逆变器220中第一相上桥臂和第二相下桥臂，断开逆变器220中第一相下桥臂、第二相上桥臂、第三相上桥臂和第三相下桥臂，向永磁同步电机250的绕组施加时长为第一预设时间t1的第一电压脉冲v1；所述第二脉冲信号用于导通逆变器220中第一相下桥臂和第二相上桥臂，断开逆变器220中第一相上桥臂、第二相下桥臂、第三相上桥臂和第三相下桥臂，向永磁同步电机250的绕组施加时长为第二预设时间t2的第二电压脉冲v2。
[0077]
第二控制单元232，用于控制脉冲信号发生器210产生第三脉冲信号和第四脉冲信号。其中，第三脉冲信号用于导通逆变器220中第二相上桥臂和第三相下桥臂，断开逆变器220中第二相下桥臂、第三相上桥臂、第一相上桥臂和第一相下桥臂，向永磁同步电机250的绕组施加时长为第三预设时间t3的第二电压脉冲v3；所述第四脉冲信号用于导通逆变器220中第二相下桥臂和第三相上桥臂，断开逆变器220中第二相上桥臂、第三相下桥臂、第一相上桥臂和第一相下桥臂，向永磁同步电机250的绕组施加时长为第四预设时间t4的第四电压脉冲v4。
[0078]
第三控制单元233，用于控制脉冲信号发生器210产生第五脉冲信号和第六脉冲信号。其中，所述第五脉冲信号用于导通逆变器220中第三相上桥臂和第一相下桥臂，断开逆变器220中第三相下桥臂、第一相上桥臂、第二相上桥臂和第二相下桥臂，向永磁同步电机250的绕组施加时长为第五预设时间t5的第三电压脉冲v5；所述第六脉冲信号用于导通逆变器220中第三相下桥臂和第一相上桥臂，断开逆变器220中第三相上桥臂、第一相下桥臂、第二相上桥臂和第二相下桥臂，向永磁同步电机250的绕组施加时长为第六预设时间t6的
第六电压脉冲v6。
[0079]
所述控制模块230还用于当所述永磁同步电机270的三相绕组电流为零以及转子处于静止状态时，控制脉冲信号发生器产生正向脉冲信号，所述逆变器根据所述正向脉冲信号向所述永磁同步电机的绕组施加正向电压脉冲。
[0080]
具体地，当所述永磁同步电机270的三相绕组电流为零以及转子处于静止状态时，所述控制模块230控制脉冲信号发生器210产生正向脉冲信号，所述正向脉冲信号包括第一脉冲信号、第三脉冲信号以及第五脉冲信号，所述逆变器220根据正向脉冲信号向永磁同步电机的绕组施加正向电压脉冲，所述正向电压脉冲包括第一电压脉冲、第三电压脉冲以及第五电压脉冲。
[0081]
优选地的，在所述逆变器220向所述永磁同步电机270的绕组施加反向电压脉冲后，静置一定时间使所述永磁同步电机270的三相绕组电流为零以及转子处于静止状态。
[0082]
第一检测单元234，用于在第一电压脉冲、第三电压脉冲、第五电压脉冲持续过程中采集直流母线电压，得到第一母线电压、第二母线电压、第三母线电压；以及在第一电压脉冲持续过程中，在不同时刻采集第一线电流、第二线电流，在第三电压脉冲持续过程中，在不同时刻采集第三线电流、第四线电流，在第五电压脉冲持续，在不同时刻采集第五线电流和第六线电流；所述不同时刻之间的时间间隔为设定时间。
[0083]
在本实施例中，分别采样第一电压脉冲、第三电压脉冲、第五电压脉冲下的直流母线电压和电流，计算得到第一母线电压vdc1、第二母线电压vdc2、第三母线电压vdc3以及第一线电流i1、第二线电流i2、第三线电流i3、第四线电流i4、第五线电流i5和第六线电流i6。
[0084]
具体地，采样第一电压脉冲v1下的直流母线电压和电流，并计算得到第一母线电压vdc1、第一线电流i1和第二线电流i2；采样第三电压脉冲v3下的直流母线电压和电流，并计算得到第二母线电压vdc2、第三线电流i3和第四线电流i4；以及采样第五电压脉冲v5下的直流母线电压和电流，并计算得到第三母线电压vdc3、第五线电流i5和第六线电流i6。
[0085]
在本实施例中，在第一电压脉冲v1下检测到的直流母线电压在第一预设时间t1内积分并求平均值得到第一母线电压vdc1；以及在第一预设时间内t1采样不同时刻的电流得到第一线电流i1和第二线电流i2。在第三电压脉冲v3下检测到的直流母线电压在第三预设时间t3内积分并求平均值得到第二母线电压vdc2；以及在第三预设时间内t3采样不同时刻的电流得到第三线电流i3和第四线电流i4。在第五电压脉冲v5下检测到的直流母线电压在第五预设时间t5内积分并求平均值得到第三母线电压vdc3；以及在第五预设时间内t5采样不同时刻的电流得到第五线电流i5和第六线电流i6。
[0086]
电感计算模块240，用于根据正向电压脉冲下的直流母线电压以及第一电流值、第二电流值和所述电流采集时间间隔计算交轴电感参数和直轴电感参数。
[0087]
在本实施例中，根据第一母线电压vdc1、第二母线电压vdc2、第三母线电压vdc3以及第一线电流i1、第二线电流i2、第三线电流i3、第四线电流i4、第五线电流i5和第六线电流i6计算得到永磁同步电机的交轴电感参数lq，以及永磁同步电机的直轴电感参数ld。
[0088]
具体地，先根据第一母线电压vdc1、第一线电流i1和第二线电流i2计算得到第一相和第二相之间的线-线电感l
12
；根据第二母线电压vdc2、第三线电流i3和第四线电流i4计算得到第二相和第三相之间的线-线电感l
23
；以及根据第三母线电压vdc3、第五线电流i5和第六线电流i6计算得到第三相和第一相之间的线-线电感l
31
。
[0089]
在本实施例中，根据第一线电流i1和第二线电流i2得到以及相应的δt
12
，利用公式计算得到第一相和第二相之间的线-线电感l
12
；同理，根据第三线电流i3和第四线电流i4得到以及相应的δt
23
，利用公式计算得到第二相和第三相之间的线-线电感l
23
；根据第五线电流i5和第六线电流i6得到以及相应的δt
31
，利用公式计算得到第三相和第一相之间的线-线电感l
31
。
[0090]
然后根据第一相和第二相之间的线-线电感l
12
、第二相和第三相之间的线-线电感l
23
以及第三相和第一相之间的线-线电感l
31
计算得到永磁同步电机的交轴电感参数lq，以及永磁同步电机的直轴电感参数ld。
[0091]
在本实施例中，根据以下公式(20)(21)(22)(23)(24)(25)(26)(27)得到永磁同步电机的交轴电感参数lq，以及永磁同步电机的直轴电感参数ld。
[0092]
本发明实施例提供的电机参数辨识装置，通过在永磁同步电机处于静置状态下，向永磁同步电机依次向任一两相桥臂施加正向电压脉冲，通过检测永磁同步电机在正向电压脉冲作用下的电流，计算出三个两相间的线-线电感；并根据理论公式进一步计算出直轴电感参数ld和交轴电感参数lq。本发明在未知电机电感参数的情况下，可以在电机运行前非常简便地进行电感参数辨识，不需要外部设备固定永磁同步电机的转轴，不需要进行转子堵转实验，即可实现直轴电感参数ld和交轴电感参数lq的辨识，方法简便，易于实现，提高辨识精度。
[0093]
进一步地，按照第一预设方式导通两相桥臂，断开第三相桥臂，向永磁同步电机的绕组施加正向电压脉冲；按照第二预设方式导通两相桥臂，断开第三相桥臂，向永磁同步电机的绕组施加反向电压脉冲；其中，第一预设方式为其中一相上桥臂和另一相下桥臂导通；第二预设方式为其中一相下桥臂和另一相上桥臂导通；正向电压脉冲和反向电压脉冲的作用方向相反，幅值相等，作用时间相等，使得作用于电机转子作用力为0，最大程度降低了因转子位移导致的电感参数辨识误差，提高辨识精度。
[0094]
依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利
要求书及其全部范围和等效物的限制。