电机的电感参数的优化方法和优化装置及电机控制系统的制作方法_4

文档序号:9379580阅读:来源:国知局
步骤S112 ;如果否,则执行步骤S113。
[0090]S112:在采样的相电流的峰值m等于预设相电流区间的上限时,判断获取的交轴电感Lq(m)是否大于等于第七预设值G且小于等于第八预设值H。如果是,则执行步骤SI 14 ;如果否,则执行步骤SI 13。
[0091]S113:进入最优曲线,根据预设的相电流-直轴电感最优曲线和预设的相电流-交轴电感最优曲线获取直轴电感和交轴电感,执行步骤SI 15。
[0092]SI 14:根据步骤S104获取的相电流-直轴电感曲线和步骤S105获取的相电流-交轴电感曲线以及相电流获取直轴电感和交轴电感,执行步骤SI 15。
[0093]SI 15:根据步骤SlOl采样的相电流获得直轴电感和交轴电感。
[0094]综上,根据本发明实施例提出的电机的电感参数的优化方法,在获取电机的电感参数并采样电机的相电流后,根据相电流和电感参数获取电机的相电流-直轴电感曲线和相电流-交轴电感曲线,判断相电流-直轴电感曲线的斜率和在预设相电流区间内的直轴电感是否满足第一预设条件,如果否,则根据预设的相电流-直轴电感最优曲线和预设的相电流-交轴电感最优曲线以及相电流获取直轴电感和交轴电感;或者,判断相电流-交轴电感曲线的斜率和在预设相电流区间内的交轴电感是否满足第二预设条件,如果否,则根据预设的相电流-直轴电感最优曲线和预设的相电流-交轴电感最优曲线以及相电流获取直轴电感和交轴电感;或者,判断相电流-直轴电感曲线的斜率和相电流-交轴电感曲线的斜率是否满足第三预设条件,如果否,则根据预设的相电流-直轴电感最优曲线和预设的相电流-交轴电感最优曲线以及相电流获取直轴电感和交轴电感。这样,该用于电机的电感参数的优化方法能够有效解决电感参数获取不准及误判断的问题,防止电感参数获取不准及误判断,有效提高电机控制系统稳定性能。
[0095]图7为根据本发明实施例的电机的电感参数的优化装置的方框示意图。如图7所示,电机的电感参数的优化装置包括:采样模块1、获取模块2和优化模块3。
[0096]其中,采样模块i用于采样电机的相电流;采样模块I与获取模块2相连,获取模块2用于获取电机的电感参数,并根据相电流和电感参数获取电机的相电流-直轴电感曲线和相电流-交轴电感曲线,其中,电感参数包括直轴电感和交轴电感。
[0097]具体而言,获取模块2可根据相电流的峰值和电感参数获取电机的相电流-直轴电感曲线和相电流-交轴电感曲线。另外,需要说明的是,获取模块2可根据厂家提供的参数获取电感参数,也可根据电机运行过程中注入的电压和采样的直轴电流等参数在线获取直轴电感,以及根据电机运行过程中注入的电压和采样的交轴电流等参数在线获取交轴电感。当然,电感参数的获取不限于以上两种方法,可采用其他方法获取。
[0098]具体地,获取模块2可根据以下公式获取相电流-直轴电感曲线:
[0099]Ld = Ld—aX i+Ld—b
[0100]其中,Ld为直轴电感,Ld—a为相电流-直轴电感曲线的斜率,Ld—b为相电流-直轴电感曲线的截距、i为相电流的峰值。
[0101]这样,在获取模块2获取多个不同的直轴电感Ld和采样模块I采样每个直轴电感对应的相电流峰值i后,获取模块2可通过最小二乘法的得到相电流-直轴电感曲线的斜率Ld_a和相电流-直轴电感曲线的截距Ld_b,从而获得相电流-直轴电感曲线。
[0102]同时,获取模块2可根据以下公式获取相电流-交轴电感曲线:
[0103]Lq = Lq—aXi+Lq—b
[0104]其中,Lq为交轴电感,Lq—a为相电流-交轴电感曲线的斜率,Lq—b为相电流-交轴电感曲线的截距、i为相电流的峰值。
[0105]这样,在获取模块2获取多个不同的交轴电感Lq和米样模块I米样每个交轴电感对应的相电流峰值i后,获取模块2可通过最小二乘法的得到相电流-交轴电感曲线的斜率Lq_a和相电流-交轴电感曲线的截距Lq_b,从而获得相电流-交轴电感曲线。
[0106]如图7所示,优化模块3与获取模块2相连,优化模块3用于判断相电流-直轴电感曲线的斜率和在预设相电流区间内的直轴电感是否满足第一预设条件,如果否,则获取模块2根据预设的相电流-直轴电感最优曲线和预设的相电流-交轴电感最优曲线以及相电流获取直轴电感和交轴电感;或者,优化模块3用于判断相电流-交轴电感曲线的斜率和在所述预设相电流区间内的交轴电感是否满足第二预设条件,如果否,则获取模块2根据预设的相电流-直轴电感最优曲线和预设的相电流-交轴电感最优曲线以及相电流获取直轴电感和交轴电感;或者,优化模块3用于判断相电流-直轴电感曲线的斜率和相电流-交轴电感曲线的斜率是否满足第三预设条件,如果否,则获取模块2根据预设的相电流-直轴电感最优曲线和预设的相电流-交轴电感最优曲线以及相电流获取直轴电感和交轴电感。
[0107]也就是说,在获取模块2获取相电流-直轴电感曲线和相电流-交轴电感曲线后,如果优化模块3判断上述两个曲线不满足第一预设条件、第二预设条件或第三预设条件,则获取模块2根据采样模块I采样的相电流的峰值i,并通过预设的相电流-直轴电感最优曲线获取直轴电感,以及通过预设的相电流-交轴电感最优曲线获取交轴电感,从而有效解决电感参数获取不准及误判断的问题。
[0108]具体来说,预设的相电流-直轴电感最优曲线可根据以下方法获得:即根据厂家提供的多种款式电机的参数,并通过最小二乘拟合分别计算每种款式电机的相电流-直轴电感曲线,如下式所示:
[0109]Ld’ = Ld_a’ Xi’+Ld_b’
[0110]其中,Ld’为厂家提供的电机的直轴电感,Ld_a’为厂家提供的电机的相电流-直轴电感曲线的斜率,Ld_b,为厂家提供的电机的相电流-直轴电感曲线的截距、i ’为厂家提供的电机的相电流的峰值。
[0111]这样,可进一步获得每种款式电机的相电流-直轴电感曲线的斜率Ld_a’和截距Ld_b’,以及对多种款式电机的相电流-直轴电感曲线的斜率和截距分别取和后再求平均值,从而得到预设的相电流-直轴电感最优曲线的斜率和截距,即获得预设的相电流-直轴电感最优曲线。
[0112]如图2所示,根据厂家提供的电机参数,分别计算了 9种款式电机的相电流-直轴电感曲线,例如曲线I至曲线9,假设曲线I的斜率和截距分别为al和bl,曲线2的斜率和截距分别为a2和b2,曲线3的斜率和截距分别为a3和b3,……,曲线9的斜率和截距分别为a9和b9。这样,根据曲线I至曲线9的斜率和截距即可得到预设的相电流-直轴电感最优曲线的斜率和截距,即最优曲线的斜率和截距分别为(al+a2+a4+……+a9)/9和(bl+b2+b4+……+b9)/9。最后,根据最优曲线的斜率和截距即可得到预设的相电流-直轴电感最优曲线,即 Ld,= i,X (al+a2+a4+......+a9) /9+ (bl+b2+b4+......+b9) /9,如图 2 所不的曲线Zl。
[0113]进一步地,预设的相电流-交轴电感最优曲线可根据以下方法获得:即根据厂家提供的多种不同款式电机的参数,并通过最小二乘拟合分别计算每种款式电机的相电流-交轴电感曲线,如下式所示:
[0114]Lq’ = Lq—a’ Xi’+Lq—b’
[0115]其中,Lq’为厂家提供的电机的交轴电感,Lq_a’为厂家提供的电机的相电流-交轴电感曲线的斜率,Lq_b,为厂家提供的电机的相电流-交轴电感曲线的截距、i ’为厂家提供的电机的相电流的峰值。
[0116]进一步获得每种款式电机的相电流-交轴电感曲线的斜率Lq_a’和截距Lq_b’,以及对多种款式电机的相电流-交轴电感曲线的斜率和截距分别取和后再求平均值,从而得到预设的相电流-交轴电感最优曲线的斜率和截距,即获得预设的相电流-交轴电感最优曲线。
[0117]如图3所示,根据厂家提供的电机参数,分别计算了 9种款式电机的相电流-交轴电感曲线,例如曲线10至曲线18,假设曲线10的斜率和截距分别为alO和b1,曲线11的斜率和截距分别为all和bll,曲线12的斜率和截距分别为al2和bl2,……,曲线18的斜率和截距分别为al8和bl8。这样,根据曲线10至曲线18的斜率和截距即可得到预设的相电流-交轴电感最优曲线的斜率和截距,即最优曲线的斜率和截距分别为
(al0+all+al2+......+al8)/9 和(bl0+bll+bl2+......+bl8)/9。最后,根据最优曲线的斜率和截距即可得到预设的相电流-交轴电感最优曲线,即Lq’ =i’ X(al0+all+al2+……+al8)/9+((bl0+bll+bl2+......+bl8)/9,如图 3 所示的曲线 Z2。
[0118]在本发明的一个实施例中,第一预设条件为:相电流-直轴电感曲线的斜率小于O、相电流-直轴电感曲线在预设相电流区间的下限时的第一直轴电感大于等于第一预设值A且小于等于第二预设值B以及相电流-直轴电感曲线在预设相电流区间的上限时的第二直轴电感大于等于第三预设值C且小于等于第四预设值D,其中,第一预设值A小于第二预设值B,第三预设值C小于第四预设值D,且由第一预设值A、第二预设值B、第三预设值C和第四预设值D可构成的四边形AB⑶。
[0119]也就是说,优化模块3判断获取的相电流-直轴电感曲线的斜率Ld_a是否大于等于0,如果优化模块3判断获取的相电流-直轴电感曲线的斜率Ld_a大于等于0,则获取模块2根据预设的相电流-直轴电感最优曲线和预设的相电流-交轴电感最优曲线以及相电流获取直轴电感和交轴电感。以及优化模块3判断获取的相电流-直轴电感曲线是否在四边形ABCD之外,如果优化模块3判断获取的相电流-直轴电感曲线在四边形ABCD之外,则获取模块2根据预设的相电流-直轴电感最优曲线和预设的相电流-交轴电感最优曲线以及相电流获取直轴电感和交轴电感。即言,在相电流的峰值i等于预设相电流区间的下限例如下限为OA时,获取模块2根据相电流-直轴电感曲线获取直轴电感,即截距Ld_b,优化模块3判断获取的直轴电感即截距Ld_b是否在区间[第一预设值A,第二预设值B]内,如果不在区间[第一预设值A,第二预设值B]内,则获取模块2根据预设的相电流-直轴电感最优曲线和预设的相电流-交轴电感最优曲线以及相电流获取直轴电感和交轴电感;以及在相电流的峰值i等于预设相电流区间的上限m时,获取模块2根据相电流-交轴电感曲线获取直轴电感Ld(m),优化模块3判断获取的直轴电感Ld(m)是否在区间[第三预设值C,第四预设值D]内,如果优化模块3判断不在区间[第三预设值C,第四预设值D]内,则获取模块2根据预设的相电流-直轴电感最优曲线和预设的相电流-交轴电感最优曲线以及相电流获取直轴电感和交轴电感。<
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