一种内嵌式永磁同步电机交直轴电感及转子位置检测方法与流程

本发明涉及永磁同步电机测试，尤其是一种内嵌式永磁同步电机交直轴电感及转子位置检测方法。

背景技术：

1、永磁同步电机相比于传统的异步电机，具有功率密度高、效率高、结构简单、转速精度高等优点。永磁同步电机的高精度特点使其在数控机床、高精度伺服系统等领域有广泛的应用，其功率密度高、结构简单的特点，使其在电动汽车、电动摩托等场合有广泛的应用，其效率高的特点使其在大功率风机、水泵、大功率驱动设备上有很强的优势。永磁同步电机的特点决定了其对控制器有较高的技术要求，永磁同步电机本身的电气参数对于控制器也有着重要的影响。

2、永磁同步电机的参数辨识有离线辨识和在线辨识两种，在线辨识指的是控制器在控制电机运行的同时对电机的参数进行辨识，此方法能够确保电机参数在运行中发生改变的情况下仍能够获得电机的准确参数，但由于永磁同步电机的控制方法复杂，因此在运行中获得电机参数对控制器要求高，获得的电机参数精度不高，同时由于永磁同步电机的参数在电机运行时参数变化量不大，永磁同步电机的控制对参数的准确性要求也不高，因此在线辨识方法在行业中并未得到普及。

3、永磁同步电机离线辨识方法指的是永磁同步电机在静止状态下，控制器采取措施对永磁同步电机的参数进行测量，此方法由于实现方便，对控制器的运算能力要求小，获得的电机参数精度高，在行业中得到广泛的应用。目前离线辨识采用的脉冲电压冲击法需要通过施加直流的方法，将永磁同步电机的转子强行定位，从而确定电机的d轴，但大多应用场合不满足此条件，例如现场设备在运行前禁止转动或者现场设备有机械抱闸无法转动，从而无法完成电机参数辨识。

技术实现思路

1、本发明人针对上述问题及技术需求，提出了一种内嵌式永磁同步电机交直轴电感及转子位置检测方法，此方法能够在电机转子不转动的情况下，获得电机的交直轴电感和当前转子角度。本发明的技术方案如下：

2、一种内嵌式永磁同步电机交直轴电感及转子位置检测方法，包括如下步骤：

3、在电机转子不转动的情况下：

4、对内嵌式永磁同步电机控制器的各相桥臂分组，并按照规定分组顺序施加高频电压，获得各组的高频电流响应，以此确定电机的三相采样电流；根据各组的高频电流响应和施加于定子电感上的电压确定各组的测量电感，以此确定电机的三相采样电感；

5、根据电机的三相采样电流确定当前转子角度，根据电机的三相采样电感和当前转子角度确定交直轴电感值。

6、其进一步的技术方案为，对内嵌式永磁同步电机控制器的各相桥臂分组并规定分组顺序的方法包括：

7、从任意两相桥臂中，各取一个上桥和下桥划分为一组，共得到六组；按照u相上桥与v相下桥、v相上桥与u相下桥、v相上桥与w相下桥、w相上桥与v相下桥、w相上桥与u相下桥、u相上桥与w相下桥的顺序对六组进行排序。

8、其进一步的技术方案为，从各相桥臂分组中任选一组，并使用单脉冲法获得该组电流的上升时长t，作为每一组施加高频电压的时间。

9、本发明的有益技术效果是：

10、1)本发明所提出的方法，能够解决内嵌式永磁同步电机转子无法旋转定位的情况下离线辨识电机参数的问题。

11、2)本发明所提出的方法，具有电流冲击小、辨识数据准确、运算量小等特点。

12、3)本发明所提出的方法，能够同时检测到电机静止时的转子初始位置，从而在控制器的启动控制中提供有效的数据支持。

技术特征：

1.一种内嵌式永磁同步电机交直轴电感及转子位置检测方法，其特征在于，所述方法包括，在电机转子不转动的情况下：

2.根据权利要求1所述的内嵌式永磁同步电机交直轴电感及转子位置检测方法，其特征在于，对内嵌式永磁同步电机控制器的各相桥臂分组并规定分组顺序的方法包括：

3.根据权利要求1所述的内嵌式永磁同步电机交直轴电感及转子位置检测方法，其特征在于，所述根据各组的高频电流响应和施加于定子电感上的电压确定各组的测量电感的方法包括：

4.根据权利要求1所述的内嵌式永磁同步电机交直轴电感及转子位置检测方法，其特征在于，所述根据电机的三相采样电流确定当前转子角度的方法包括：

5.根据权利要求1所述的内嵌式永磁同步电机交直轴电感及转子位置检测方法，其特征在于，所述根据电机的三相采样电感和当前转子角度确定交直轴电感值的方法包括：

6.根据权利要求2所述的内嵌式永磁同步电机交直轴电感及转子位置检测方法，其特征在于，确定电机的三相采样电流的计算表达式为：

7.根据权利要求3所述的内嵌式永磁同步电机交直轴电感及转子位置检测方法，其特征在于，确定电机的三相采样电感的计算表达式为：

8.根据权利要求1-7任一所述的内嵌式永磁同步电机交直轴电感及转子位置检测方法，其特征在于，所述方法还包括：

9.根据权利要求8所述的内嵌式永磁同步电机交直轴电感及转子位置检测方法，其特征在于，使用单脉冲法获得该组电流的上升时长t的方法包括：

10.根据权利要求9所述的内嵌式永磁同步电机交直轴电感及转子位置检测方法，其特征在于，所述预设电流阈值设置为控制器采样电流或电机额定电流的80％中的较小者。

技术总结
本发明公开了一种内嵌式永磁同步电机交直轴电感及转子位置检测方法，涉及永磁同步电机测试技术领域，该方法包括：对内嵌式永磁同步电机控制器的各相桥臂分组，并按照规定分组顺序施加高频电压，获得各组的高频电流响应，以此确定电机的三相采样电流；根据各组的高频电流响应和施加于定子电感上的电压确定各组的测量电感，以此确定电机的三相采样电感；根据电机的三相采样电流确定当前转子角度，根据电机的三相采样电感和当前转子角度确定交直轴电感值。该方法能够解决内嵌式永磁同步电机转子无法旋转定位的情况下离线辨识电机参数的问题，从而在控制器的启动控制中提供有效的数据支持。

技术研发人员：左晓磊
受保护的技术使用者：无锡市杰特电气有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13