永磁同步电机的电感确定方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明实施例提供永磁同步电机的电感确定方法及装置，能够较准确地测量出交直轴电感，提升检测精度。方法包括：获取电机测功机控制被测电机运行的第一转速；在第一转速状态下，获取第一直轴电流，其中，第一直轴电流为当电机控制器控制被测电机的交轴电流为0时，被测电机的线电压为第一电压时测得的直轴电流；获取第二转速；在第二转速状态下，获取第二直轴电流，其中，第二直轴电流为当电机控制器控制被测电机的交轴电流为0时，被测电机的线电压为第一电压时测得的直轴电流；根据第一转速、第一直轴电流、第二转速、第二直轴电流，计算被测电机的第一直轴电感；根据第一直轴电感，计算被测电机的第一交轴电感。本发明适用于检测【技术领域】。
【专利说明】永磁同步电机的电感确定方法及装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及检测【技术领域】，尤其涉及永磁同步电机的电感确定方法及装置。
【背景技术】
[0002] 永磁同步电机具有结构简单、体积小、效率高、功率因数高、转动惯量低等优点，在 工农业生产中得到了广泛应用。永磁同步电机的驱动装置主要采用矢量控制或者直接转矩 控制的方法对电机进行控制，电机的交直轴电感等参数对这两种控制方法的控制性能有很 大影响。因此，准确地测量出电机的交直轴电感对提升电机控制性能的意义重大。
[0003] 目前，用于测量永磁同步电机交直轴电感的测试方法主要有直流电桥法、电压积 分法等。其中，使用直流电桥法测量交直轴电感时，需要在电机的电枢绕组中加直流电流， 从而使电机转子旋转到直轴或者交轴位置。然而在实际测量中，由于受到直流电流所产生 的磁场的影响，电机转子很难转到指定位置。使用电压积分法测量交直轴电感时，不仅存在 与使用直流电桥法测量交直轴电感同样的问题，而且还需要瞬时断开电路开关，准确把握 电压的幅值和作用时间。若电压的幅值选择的太小，则会影响检测精度；若电压的幅值选 择的过大，又容易使电流超过测量装置限幅值而影响测量装置安全。若作用时间过短，则 会造成采样点少，导致获取的电流信息少，最终影响检测精度；若作用时间过长，又容易使 得电流过大而影响测量装置安全。
[0004] 因此，上述测量永磁同步电机交直轴电感参数的方法在实施过程中存在不可控因 素，容易使得测量出现误差，进而导致最终的检测精度较差。另外，永磁同步电机的电感参 数与磁路饱和程度和交直轴磁路间的交叉饱和有关，随着电机饱和程度的加速，交直轴电 感的电感量会下降。而上述测量永磁同步电机交直轴电感参数的方法却忽略了电机饱和程 度对电感的影响，因而难以准确测得不同交轴、直轴电流对应的电感值。
[0005] 因此，如何消除交直轴电感的测量过程中的不可控因素以及交直轴磁路间的交叉 饱和对交直轴电感测量的影响，进而较准确地测量出交直轴电感，是目前亟待解决的技术 问题。
【发明内容】
[0006] 本发明的实施例提供一种永磁同步电机的电感确定方法及装置，以至少解决交直 轴电感的测量过程中由于不可控因素以及交直轴磁路间的交叉饱和所导致的检测精度差 的问题，能够较准确地测量出交直轴电感，提升检测精度。
[0007] 为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
[0008] 第一方面，提供一种永磁同步电机的电感确定方法，包括：
[0009] 获取电机测功机控制被测电机运行的第一转速，所述被测电机为所述永磁同步电 机，所述第一转速在预设的第一阈值范围内；
[0010] 在所述第一转速状态下，获取第一直轴电流，其中，所述第一直轴电流为当电机控 制器控制所述被测电机的交轴电流为0时，所述被测电机的线电压为第一电压时测得的直 轴电流； toon] 获取所述电机测功机控制所述被测电机运行的第二转速，所述第二转速在所述第 一阈值范围内；
[0012] 在所述第二转速状态下，获取第二直轴电流，其中，第二直轴电流为当所述电机控 制器控制所述被测电机的交轴电流为0时，所述被测电机的线电压为所述第一电压时测得 的直轴电流；
[0013] 根据所述第一转速、所述第一直轴电流、所述第二转速、所述第二直轴电流，预先 存储的所述被测电机的永磁磁链，结合第一预设公式，计算所述被测电机的第一直轴电感， 所述第一预设公式包括：
[0014]
【权利要求】
1. 一种永磁同步电机的电感确定方法，其特征在于，所述方法包括： 获取电机测功机控制被测电机运行的第一转速，所述被测电机为所述永磁同步电机， 所述第一转速在预设的第一阈值范围内； 在所述第一转速状态下，获取第一直轴电流，其中，所述第一直轴电流为当电机控制器 控制所述被测电机的交轴电流为0时，所述被测电机的线电压为第一电压时测得的直轴电 流； 获取所述电机测功机控制所述被测电机运行的第二转速，所述第二转速在所述第一阈 值范围内； 在所述第二转速状态下，获取第二直轴电流，其中，第二直轴电流为当所述电机控制器 控制所述被测电机的交轴电流为0时，所述被测电机的线电压为所述第一电压时测得的直 轴电流； 根据所述第一转速、所述第一直轴电流、所述第二转速、所述第二直轴电流，预先存储 的所述被测电机的永磁磁链，结合第一预设公式，计算所述被测电机的第一直轴电感，所述 第一预设公式包括：
其中，表不永磁磁链，
表不第一转速，
表不第一直轴电流，
表不第二转 速，Id2表不第二直轴电流，Ld表不第一直轴电感； 当所述电机控制器控制所述被测电机的交轴电流为第一交轴电流值时，根据所述第 一交轴电流值、所述被测电机的第一直轴电感、所述被测电机的永磁磁链、所述第一直轴电 流、所述第二直轴电流，预先存储的扭矩，结合第二预设公式，计算所述被测电机的第一交 轴电感，所述第二预设公式包括：
其中，Te表不扭矩，N为预设极对数，Iq表不第一交轴电流值，Lq表不第一交轴电感。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一阈值范围具体为：
其中，
表示转速，b为所述被测电机的基速，
转/分。
3. -种永磁同步电机的电感确定方法，其特征在于，所述方法包括： 获取电机测功机控制被测电机运行的第一转速，所述被测电机为所述永磁同步电机， 所述第一转速在预设的第一阈值范围内； 在所述第一转速状态下，获取第一交轴电流，其中，所述第一交轴电流为当电机控制器 控制所述被测电机的直轴电流为〇时，所述被测电机的线电压为第一电压时测得的交轴电 流； 获取所述电机测功机控制所述被测电机运行的第二转速，所述第二转速在所述第一阈 值范围内； 在所述第二转速状态下，获取第二交轴电流，其中，第二交轴电流为当所述电机控制器 控制所述被测电机的直轴电流为〇时，所述被测电机的线电压为所述第一电压时测得的交 轴电流； 根据所述第一转速、所述第一交轴电流、所述第二转速、所述第二交轴电流，预先存储 的所述被测电机的永磁磁链，结合第一预设公式，计算所述被测电机的第一交轴电感，所述 第一预设公式包括：
其中，Ψ?·表不永磁磁链，
表不第一转速，表不第一交轴电流，ω 2表不第二转 速，表不第二交轴电流，Uj表不第一交轴电感； 当所述电机控制器控制所述被测电机的直轴电流为第一直轴电流值时，根据所述第 一直轴电流值、所述被测电机的第一交轴电感、所述被测电机的永磁磁链、所述第一交轴电 流、所述第二交轴电流，预先存储的扭矩，结合第二预设公式，计算所述被测电机的第一直 轴电感，所述第二预设公式包括：
其中，Te表不扭矩，N为预设极对数，Id表不第一直轴电流，Lq表不第一直轴电感。
4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一阈值范围具体为：
其中，
表示转速，b为所述被测电机的基速，
5. -种永磁同步电机的电感确定方法，其特征在于，所述方法包括： 获取电机测功机控制被测电机运行的第一转速，所述被测电机为所述永磁同步电机， 所述第一转速在预设的第一阈值范围内； 在所述第一转速状态下，获取第一直轴电流，其中，所述第一直轴电流为当电机控制器 控制所述被测电机的交轴电流为〇时，所述被测电机的线电压为第一电压时测得的直轴电 流； 获取所述电机测功机控制所述被测电机运行的第二转速，所述第二转速在所述第一阈 值范围内； 在所述第二转速状态下，获取第二直轴电流，其中，第二直轴电流为当所述电机控制器 控制所述被测电机的交轴电流为〇时，所述被测电机的线电压为所述第一电压时测得的直 轴电流； 根据所述第一转速、所述第一直轴电流、所述第二转速、所述第二直轴电流，预先存储 的所述被测电机的永磁磁链，结合第一预设公式，计算所述被测电机的第一直轴电感，所述 第一预设公式包括：
其中，Ψ?·表不永磁磁链，ω 1表不第一转速，Idl表不第一直轴电流，ω2表不第二转 速，Id2表不第二直轴电流，Ld表不第一直轴电感； 获取所述电机测功机控制被测电机运行的第三转速，所述第三转速在所述第一阈值范 围内； 在所述第三转速状态下，获取第一交轴电流，其中，所述第一交轴电流为当电机控制器 控制所述被测电机的直轴电流为〇时，所述被测电机的线电压为第二电压时测得的交轴电 流； 获取所述电机测功机控制所述被测电机运行的第四转速，所述第四转速在所述第一阈 值范围内； 在所述第四转速状态下，获取第二交轴电流，其中，第二交轴电流为当所述电机控制器 控制所述被测电机的直轴电流为0时，所述被测电机的线电压为所述第二电压时测得的交 轴电流； 根据所述第三转速、所述第一交轴电流、所述第四转速、所述第二交轴电流，预先存储 的所述被测电机的永磁磁链，结合第二预设公式计算所述被测电机的第一交轴电感所述第 二预设公式包括：
其中，Ψ?·表不永磁磁链，
表不第三转速，表不第一交轴电流，ω4表不第四转 速，表不第二交轴电流，Uj表不第一交轴电感。
6. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一阈值范围具体为：
其中，ω表示转速，b为所述被测电机的基速，a = b-500转/分。
7. -种永磁同步电机的电感确定装置，其特征在于，所述装置包括：第一转速获取单 元、第一直轴电流获取单元、第二转速获取单元、第二直轴电流获取单元、第一直轴电感计 算单元、第一交轴电感计算单元； 所述第一转速获取单元，用于获取电机测功机控制被测电机运行的第一转速，所述被 测电机为所述永磁同步电机，所述第一转速在预设的第一阈值范围内； 所述第一直轴电流获取单元，用于在所述第一转速状态下，获取第一直轴电流，其中， 所述第一直轴电流为当电机控制器控制所述被测电机的交轴电流为〇时，所述被测电机的 线电压为第一电压时测得的直轴电流； 所述第二转速获取单元，用于获取所述电机测功机控制所述被测电机运行的第二转 速，所述第二转速在所述第一阈值范围内； 所述第二直轴电流获取单元，用于在所述第二转速状态下，获取第二直轴电流，其中， 第二直轴电流为当所述电机控制器控制所述被测电机的交轴电流为0时，所述被测电机的 线电压为所述第一电压时测得的直轴电流； 所述第一直轴电感计算单元，用于根据所述第一转速、所述第一直轴电流、所述第二转 速、所述第二直轴电流，预先存储的所述被测电机的永磁磁链，结合第一预设公式，计算所 述被测电机的第一直轴电感，所述第一预设公式包括：
其中，Ψ?·表不永磁磁链，ω 1表不第一转速，Idl表不第一直轴电流，ω2表不第二转 速，Id2表不第二直轴电流，Ld表不第一直轴电感； 所述第一交轴电感计算单元，用于当所述电机控制器控制所述被测电机的交轴电流为 第一交轴电流值时，根据所述第一交轴电流值、所述被测电机的第一直轴电感、所述被测电 机的永磁磁链、所述第一直轴电流、所述第二直轴电流，预先存储的扭矩，结合第二预设公 式，计算所述被测电机的第一交轴电感，所述第二预设公式包括：
其中，Te表不扭矩，N为预设极对数，Iq表不第一交轴电流值，Lq表不第一交轴电感。
8. 根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一阈值范围具体为： a ^ ω ^ b 其中，ω表示转速，b为所述被测电机的基速，a = b-500转/分。
9. 一种永磁同步电机的电感确定装置，其特征在于，所述装置包括：第一转速获取单 元、第一交轴电流获取单元、第二转速获取单元、第二交轴电流获取单元、第一交轴电感计 算单元、第一直轴电感计算单元； 所述第一转速获取单元，用于获取电机测功机控制被测电机运行的第一转速，所述被 测电机为所述永磁同步电机，所述第一转速在预设的第一阈值范围内； 所述第一交轴电流获取单元，用于在所述第一转速状态下，获取第一交轴电流，其中， 所述第一交轴电流为当电机控制器控制所述被测电机的直轴电流为〇时，所述被测电机的 线电压为第一电压时测得的交轴电流； 所述第二转速获取单元，用于获取所述电机测功机控制所述被测电机运行的第二转 速，所述第二转速在所述第一阈值范围内； 所述第二交轴电流获取单元，用于在所述第二转速状态下，获取第二交轴电流，其中， 第二交轴电流为当所述电机控制器控制所述被测电机的直轴电流为0时，所述被测电机的 线电压为所述第一电压时测得的交轴电流； 所述第一交轴电感计算单元，用于根据所述第一转速、所述第一交轴电流、所述第二转 速、所述第二交轴电流，预先存储的所述被测电机的永磁磁链，结合第一预设公式，计算所 述被测电机的第一交轴电感，所述第一预设公式包括：
其中，Ψ?·表不永磁磁链，
表不第一转速，
表不第一交轴电流，
表不第二转 速，表不第二交轴电流，Uj表不第一交轴电感； 所述第一直轴电感计算单元，用于当所述电机控制器控制所述被测电机的直轴电流为 第一直轴电流值时，根据所述第一直轴电流值、所述被测电机的第一交轴电感、所述被测电 机的永磁磁链、所述第一交轴电流、所述第二交轴电流，预先存储的扭矩，结合第二预设公 式，计算所述被测电机的第一直轴电感，所述第二预设公式包括：
其中，Te表不扭矩，N为预设极对数，Id表不第一直轴电流，Lq表不第一直轴电感。
10. -种永磁同步电机的电感确定装置，其特征在于，所述装置包括：第一转速获取单 元、第一直轴电流获取单元、第二转速获取单元、第二直轴电流获取单元、第一直轴电感计 算单元、第三转速获取单元、第一交轴电流获取单元、第四转速获取单元、第二交轴电流获 取单元、第一交轴电感计算单元； 所述第一转速获取单元，用于获取电机测功机控制被测电机运行的第一转速，所述被 测电机为所述永磁同步电机，所述第一转速在预设的第一阈值范围内； 所述第一直轴电流获取单元，用于在所述第一转速状态下，获取第一直轴电流，其中， 所述第一直轴电流为当电机控制器控制所述被测电机的交轴电流为0时，所述被测电机的 线电压为第一电压时测得的直轴电流； 所述第二转速获取单元，用于获取所述电机测功机控制所述被测电机运行的第二转 速，所述第二转速在所述第一阈值范围内； 所述第二直轴电流获取单元，用于在所述第二转速状态下，获取第二直轴电流，其中， 第二直轴电流为当所述电机控制器控制所述被测电机的交轴电流为0时，所述被测电机的 线电压为所述第一电压时测得的直轴电流； 所述第一直轴电感计算单元，用于根据所述第一转速、所述第一直轴电流、所述第二转 速、所述第二直轴电流，预先存储的所述被测电机的永磁磁链，结合第一预设公式，计算所 述被测电机的第一直轴电感，所述第一预设公式包括：
其中，Ψ?·表不永磁磁链，ω 1表不第一转速，Idl表不第一直轴电流，ω2表不第二转 速，Id2表不第二直轴电流，Ld表不第一直轴电感； 所述第三转速获取单元，用于获取所述电机测功机控制被测电机运行的第三转速，所 述第三转速在所述第一阈值范围内； 所述第一交轴电流获取单元，用于在所述第三转速状态下，获取第一交轴电流，其中， 所述第一交轴电流为当电机控制器控制所述被测电机的直轴电流为〇时，所述被测电机的 线电压为第二电压时测得的交轴电流； 所述第四转速获取单元，用于获取所述电机测功机控制所述被测电机运行的第四转 速，所述第四转速在所述第一阈值范围内； 所述第二交轴电流获取单元，用于在所述第四转速状态下，获取第二交轴电流，其中， 第二交轴电流为当所述电机控制器控制所述被测电机的直轴电流为〇时，所述被测电机的 线电压为所述第二电压时测得的交轴电流； 所述第一交轴电感计算单元，用于根据所述第三转速、所述第一交轴电流、所述第四转 速、所述第二交轴电流，预先存储的所述被测电机的永磁磁链，结合第二预设公式，计算所 述被测电机的第一交轴电感所述第二预设公式包括：
其中，表不永磁磁链，
表不第三转速，
表不第一交轴电流，《4表不第四转 速，
表不第二交轴电流，
表不第一交轴电感。
【文档编号】H02P21/14GK104158459SQ201410365639
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年7月29日 优先权日:2014年7月29日
【发明者】李松, 董欣然, 韩锋, 程立品, 高泽霖, 刘秀 申请人:长城汽车股份有限公司