一种无刷直流电机功角的辨识方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种无刷直流电机，尤其设及一种无刷直流电机功角的辨识方法，属 于无刷直流电机控制领域。
【背景技术】
[0002] 无刷直流电机具有结构简单、功率密度高、控制简单等诸多优点。近年来，无刷直 流电机在高性能调速系统和伺服控制系统等工业领域中得到了日益广泛的应用。
[0003] 功角的准确辨识是无刷直流电机控制系统的重要环节。功角影响着空间电压矢量 的选择，即可能由于观测误差无法准确控制定子磁链和电磁转矩。所W，功角的准确辨识， 对于提高无刷直流电机控制性能有着重要的意义。目前，公知的现有技术，是通过各种观测 器方法观测无刷直流电机功角，但运种方法算法往往非常复杂，难W实际应用。
[0004] 因此，现有技术的功角辨识效果难W满足无刷直流电机高性能控制要求。如何实 时准确辨识无刷直流电机功角，是现有技术有待解决的问题。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是为了解决无刷直流电机高性能控制中电机功角难W实时准确辨 识的问题，而提出一种无刷直流电机功角的辨识方法。
[0006] 为了达到上述目的，本发明所采取的技术方案是：
[0007] -种无刷直流电机功角的辨识方法，包括下列步骤：
[000引步骤1:计算无刷直流电机A、B、C^相扩展反电势
[0009] 在无刷直流电机定子上，对A、B、C相绕组各设置1个磁链传感器，各磁链传感器检 ii得到的A、B、讨目定子磁链分别为恥3、恥b、恥C，将恥3、恥b、恥C微分，得到无刷直流电机A、B、C Ξ相扩展反电势eea、eeb、eec:
[0010]
[0011]步骤2:计算无刷直流电机A、B、CS相相反电势
[001^ 采用步骤1得到的无刷直流电机Α、Β、(：Ξ相扩展反电势eea、eeb、eeGW及通过电流传 感器检测得到的4、6、(：；相相电流13、16山，将4、8、(：；相扩展反电势663、666、66。分别减去八、 6、(：；相相电流ia、ib、ic微分与无刷直流电机4、8、(：；相相电感的乘积，计算得至1^、8、(：；相 相反电势ea、eb、ec:
[0013]
[0014] La、Lb、Lc分别为无刷直流电机A、B、CS相的相电感。
[0015] 步骤3:计算无刷直流电机永磁磁链
[0016] 对步骤2得到的无刷直流电机Α、ΒΧΞ相相反电势利用下式进行积分，得到Ξ相永 磁磁链 4ra、4rb、4rc:
[0017]
[0018] 再利用下式，通过化A服变换，将所述Ξ相永磁磁链矢量合成，得到无刷直流电机 永磁磁链如。、相：
[0019]
[0020] 步骤4:计算无刷直流电机定子磁链
[0021] 再利用下式，通过CLA服变换，将Ξ相定子磁链恥a、^b、4sc矢量合成，得到无刷直流 电机定子磁链恥α、托0 :
[0022]
[0023] 步骤5:利用步骤3得到的无刷直流电机永磁磁链如。、恥e和步骤4得到的无刷直流 电机定子磁链恥。、托6,利用下式计算无刷直流电机功角δ:
[0024]
[0025] 采用本发明的方法，所需的电机参数少，结构简单，计算量小，辨识精度高，实时性 好。
【附图说明】
[0026] 图1为本发明的一种无刷直流电机功角的辨识方法的流程图。
【具体实施方式】
[0027] W下将结合附图，对本发明的技术方案及有益效果进行详细说明。
[00%]如图1所示，为本发明的一种无刷直流电机功角的辨识方法，包括下列步骤：
[0029] 步骤1:计算无刷直流电机A、B、CS相扩展反电势
[0030] 在无刷直流电机定子上，对A、B、C相绕组各设置1个磁链传感器，各磁链传感器检 ii得到的A、B、讨目定子磁链分别为托3、托6、托。，将恥3、恥b、恥C微分，得到无刷直流电机A、B、C Ξ相扩展反电势eea、eeb、eec:
[0031]
[0032 ]步骤2:计算无刷直流电机A、B、CS相相反电势
[0033] 采用上述无刷直流电机A、B、CS相扩展反电势eea、eeb、eecW及通过电流传感器检 测得到的4、6、(：；相相电流ia、ib、ic，将A、B、CS相扩展反电势eea、eeb、eec分别减去A、B、CS 相相电流ia、ib、ic微分与无刷直流电机A、B、C^相相电感的乘积，得到A、B、C^相相反电势 Θβ、、θ? :
[0034]
[0035] La、Lb、Lc分别为无刷直流电机A、Β、CS相的相电感。
[0036] 步骤3:计算无刷直流电机永磁磁链
[0037] 对上述无刷直流电机A、B、CS相相反电势积分得到S相永磁磁链如3、如b、如C:
[00；3 引
[0039] 通过CLARK变换，将所述Ξ相永磁磁链矢量合成，得到无刷直流电机永磁磁链：
[0040]
[0041 ] 步骤4:计算无刷直流电机定子磁链
[0042] 通过化A服变换，将Ξ相定子磁链恥3、恥b、恥C矢量合成，得到无刷直流电机定子磁 锥^SCL、古S6 :
[0043]
[0044] 步骤5:利用下式计算无刷直流电机功角δ:
[0045]
[0046] W上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能W此限定本发明的保护范围，凡是 按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围 之内。
【主权项】
1. 一种无刷直流电机功角的辨识方法，其特征在于，包括如下步骤： 步骤1:计算无刷直流电机A、B、C三相扩展反电势； 步骤2:计算无刷直流电机A、B、C三相相反电势； 步骤3:计算无刷直流电机永磁磁链； 步骤4:计算无刷直流电机定子磁链； 步骤5:计算无刷直流电机功角。2. 根据权利要求1所述的一种无刷直流电机功角的辨识方法，其特征在于，步骤1所述 的计算无刷直流电机A、B、C三相扩展反电势的方法是:在无刷直流电机定子上，对A、B、C相 绕组各设置1个磁链传感器，各磁链传感器检测得到的A、B、C相定子磁链分别为^ a、^b、^c， 将t、itsb、L微分，得到无刷直流电机A、B、C三相扩展反电势e ea、eeb、eec:3. 根据权利要求1所述的一种无刷直流电机功角的辨识方法，其特征在于，步骤2所述 的计算无刷直流电机A、B、C三相相反电势的方法是:采用步骤1得到的无刷直流电机A、B、C 三相扩展反电势e ea、eeb、eec以及通过电流传感器检测得到的A、B、C三相相电流i a、ib、ic，将 A、B、C三相扩展反电势eea、 eeb、eec分别减去A、B、C三相相电流ia、ib、i c微分与无刷直流电机 A、B、C三相相电感的乘积，计算得到无刷直流电机A、B、C三相相反电势ea、e b、ec:其中，La、Lb、Lc分别为无刷直流电机A、B、C三相的相电感。4. 根据权利要求1所述的一种无刷直流电机功角的辨识方法，其特征在于，步骤3所述 的计算无刷直流电机永磁磁链的方法，对步骤3得到的无刷直流电机A、B、C三相相反电势采 用下式进行积分得到三相永磁磁链t a、tb、屯。：再采用下式，通过CLARK变换，将所述三相永磁磁链矢量合成，得到无刷直流电机永磁 磁链：5. 根据权利要求1所述的一种无刷直流电机功角的辨识方法，其特征在于，步骤4所述 的计算无刷直流电机定子磁链的方法，通过CLARK变换，将三相定子磁链it sa、^b、^c矢量合 成，计算得到无刷直流电机定子磁链ha、lt Sf!:6. 根据权利要求1所述的一种无刷直流电机功角的辨识方法，其特征在于，步骤5所述 计算无刷直流电机功角的方法，利用步骤(3)得到的无刷直流电机永磁磁链和步骤 (5)得到的无刷直流电机定子磁链队。、!!^，利用下式计算得到无刷直流电机功角δ:
【专利摘要】本发明公开了一种无刷直流电机功角的辨识方法，具体步骤是：在无刷直流电机定子上，对三相绕组各设置1个磁链传感器，检测得到三相定子磁链，并对三相定子磁链微分，得到电机三相扩展反电势；通过电流传感器检测得到无刷直流电机三相相电流，将所述电机三相扩展反电势分别减去所述无刷直流电机三相相电流的微分与无刷直流电机三相相电感之乘积，得到无刷直流电机三相相反电势；将所述无刷直流电机三相相反电势积分得到三相永磁磁链，将所述三相永磁磁链矢量合成，得到无刷直流电机永磁磁链；将所述三相定子磁链矢量合成，得到无刷直流电机定子磁链；采用所述无刷直流电机永磁磁链和所述无刷直流电机定子磁链计算得到无刷直流电机功角。
【IPC分类】H02P6/00
【公开号】CN105490593
【申请号】CN201510870681
【发明人】张懿, 缪维娜
【申请人】江苏科技大学
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年12月2日