一種永磁同步電機電磁轉矩的辨識方法技術

本發明專利技術公開了一種永磁同步電機電磁轉矩的辨識方法，步驟是：將永磁同步電機中性點與直流電壓源中點接地，使永磁同步電機中性點的電壓為0；通過三相全橋逆變器導通過程和續流過程功率管及續流二極管的通斷狀態，確定永磁同步電機端電壓，用所述端電壓減去所述中性點的電壓，得到永磁同步電機相電壓；采用所述相電壓以及通過電流傳感器檢測得到的永磁同步電機相電流，根據永磁同步電機相電壓平衡方程，計算得到永磁同步電機三相相反電勢；采用所述三相相反電勢、三相相電流以及通過角速度傳感器檢測得到的永磁同步電機角速度，計算得到永磁同步電機電磁轉矩。本發明專利技術所需的電機參數少，結構簡單，計算量小，辨識精度高，實時性好。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術設及一種永磁同步電機，尤其設及一種永磁同步電機電磁轉矩的辨識方 法，屬于永磁同步電機控制領域。
技術介紹
永磁同步電機具有結構簡單、功率密度高、控制簡單等諸多優點。近年來，永磁同 步電機在高性能調速系統和伺服控制系統等工業領域中得到了日益廣泛的應用。 永磁同步電機閉環控制中，電磁轉矩的辨識對于電機的穩定運行具有重要的影 響。若電磁轉矩辨識不準，將導致永磁同步電機定子電流波形崎變、轉矩輸出異常，嚴重時 會使永磁同步電機不能正常運行。目前，公知的現有技術，一是采用電機電流來代替電磁轉 矩的大小，但運種方法在電機反電勢與理想正弦波相差較大的情況下難W適用；另一種方 法是利用扭矩傳感器直接檢測電磁轉矩，但運種方法軟硬件成本較高，且會占據較大的空 間，難W在實際中推廣應用。 因此，現有技術的電磁轉矩辨識效果與實際值差別較大，難W滿足永磁同步電機 閉環控制要求。如何實時準確辨識永磁同步電機電磁轉矩，是現有技術有待解決的問題。
技術實現思路
陽〇化]本專利技術的目的是為了解決永磁同步電機閉環控制中電機電磁轉矩難W實時準確 辨識的問題，而提出。 為了達到上述目的，本專利技術所采取的技術方案是： ，包括如下步驟： (1)將永磁同步電機中性點與直流電壓源中點接地，從而永磁同步電機中性點的 電壓為0 ; 似確定永磁同步電機A、B、CS相端電壓和相電壓； 做檢測永磁同步電機4、6、(：立相相電流，結合前述相電壓，計算永磁同步電機A、 B、CS相相反電勢； W11] (4)計算永磁同步電機電磁轉矩。 上述所述步驟（2)中，永磁同步電機A、B、C=相端電壓的確定方法是：首先判斷= 相全橋逆變器工作在導通過程還是續流過程，當工作在導通過程，永磁同步電機A、B、C= 相端電壓通過功率管的狀態確定：若某相的上橋臂功率管開通，則該相端電壓數值為直流 電壓源幅值的1/2、極性為正，若某相的下橋臂功率管開通，則該相端電壓數值為直流電壓 源幅值的1/2、極性為負；當工作在續流過程，永磁同步電機A、B、C=相端電壓通過續流二 極管的狀態確定：若某相的上橋臂續流二極管開通，則該相端電壓數值為直流電壓源幅值 的1/2、極性為正，若某相的下橋臂續流二極管開通，則該相端電壓數值為直流電壓源幅值 的1/2、極性為負。 上述所述判斷=相全橋逆變器工作在導通過程還是續流過程的方法是：檢測=相 全橋逆變器功率管是否全部關斷，當S相全橋逆變器功率管不是全部關斷時，則表明S相 全橋逆變器處于導通過程；當S相全橋逆變器功率管全部關斷，則表明S相全橋逆變器處 于續流過程。 上述所述步驟似中，永磁同步電機A、B、CS相相電壓的確定方法是：將永磁同 步電機A、B、CS相端電壓減去中性點的電壓，得到永磁同步電機相電壓，由于中性點的電 壓為0，故相電壓與端電壓相同。 上述所述步驟（3)的詳細內容是：利用電流傳感器檢測永磁同步電機A、B、C=相 相電流ig、ib、i。，再結合步驟似中的4、8、0;相相電壓U3、Ub、u。，根據下式永磁同步電機 相電壓平衡方程，計算得到永磁同步電機S相相反電勢e。、6b、e。： 其中，R。、Rb、Re分別為永磁同步電機A、B、CS相相電阻，La、Lb、Lc分別為永磁同步 電機A、B、CS相相電感。 上述步驟（4)所述計算永磁同步電機電磁轉矩的方法是，采用上述永磁同步電機 A、B、C立相相反電勢e。、6b、6。，立相相電流i。、ib、及通過角速度傳感器檢測得到的永 磁同步電機角速度《，計算得到永磁同步電機電磁轉矩Lm: 本專利技術所需的電機參數少，結構簡單，計算量小，辨識精度高，實時性好。【附圖說明】 圖1為流程圖。【具體實施方式】 為了使本專利技術的目的、技術方案及優點更加清楚明白，W下結合附圖，對本專利技術進 行進一步的詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本專利技術，并不用于 限定本專利技術。[002引如圖1所示，本專利技術的，包括下列步驟： 步驟1 :將永磁同步電機中性點與直流電壓源中點接地 將永磁同步電機中性點與直流電壓源中點接地，則永磁同步電機中性點的電壓錯 位為0。 步驟2 :確定永磁同步電機A、B、CS相端電壓和相電壓 永磁同步電機A、B、C=相端電壓的確定方法是：首先判斷=相全橋逆變器工作在 導通過程還是續流過程，當工作在導通過程，永磁同步電機A、B、C=相端電壓通過功率管 的狀態確定：若某相的上橋臂功率管開通，則該相端電壓數值為直流電壓源幅值的1/2、極 性為正，若某相的下橋臂功率管開通，則該相端電壓數值為直流電壓源幅值的1/2、極性為 負；當工作在續流過程，永磁同步電機A、B、C=相端電壓通過續流二極管的狀態確定：若某 相的上橋臂續流二極管開通，則該相端電壓數值為直流電壓源幅值的1/2、極性為正，若某 相的下橋臂續流二極管開通，則該相端電壓數值為直流電壓源幅值的1/2、極性為負。 判斷=相全橋逆變器工作在導通過程還是續流過程的方法是：檢測=相全橋逆變 器功率管是否全部關斷，當S相全橋逆變器功率管不是全部關斷時，則表明S相全橋逆變 器處于導通過程；當S相全橋逆變器功率管全部關斷，則表明S相全橋逆變器處于續流過 程。 上述所述永磁同步電機A、B、CS相相電壓的確定方法是：將永磁同步電機A、B、C =相端電壓減去中性點的電壓，得到永磁同步電機相電壓，由于中性點的電壓為0,故相電 壓與端電壓相同。 步驟3 :檢測永磁同步電機A、B、C立相相電流，結合前述相電壓，計算永磁同步電 機A、B、CS相相反電勢 采用上述永磁同步電機A、B、CS相相電壓U。、Ub、UcW及通過電流傳感器檢測得 到的A、B、CS相相電流i。、ib、i。，根據永磁同步電機相電壓平衡方程，計算得到A、B、CS 相相反電勢e。、6b、e。：陽03引 R。、Rb、R。分別為永磁同步電機A、B、CS相的相電阻，L。、Lb、L。分別為永磁同步電 機A、B、CS相的相電感。 步驟4 :計算永磁同步電機電磁轉矩 采用上述永磁同步電機A、B、CS相相反電勢ea、eb、6c，S相相電流ia、ib、icW及通 過角速度傳感器檢測得到的永磁同步電機角速度《，計算得到永磁同步電機電磁轉矩Lm: W上實施例僅為說明本專利技術的技術思想，不能W此限定本專利技術的保護范圍，凡是 按照本專利技術提出的技術思想，在技術方案基礎上所做的任何改動，均落入本專利技術保護范圍 之內。【主權項】1. ，其特征在于包括如下步驟： (1) 將永磁同步電機中性點與直流電壓源中點接地，從而永磁同步電機中性點的電壓 為0 ; (2) 確定永磁同步電機Α、Β、ΟΞ相端電壓和相電壓； (3) 檢測永磁同步電機Α、Β、CΞ相相電流，結合前述相電壓，計算永磁同步電機Α、Β、C Ξ相相反電勢； (4) 計算永磁同步電機電磁轉矩。2. 如權利要求1所述的，其特征在于：所述步 驟（2)中，永磁同步電機Α、Β、ΟΞ相端電壓的確定方法是：首先判斷Ξ相全橋逆變器工作 在導通過程還是續流過程，當工作在導通過程，永磁同步電機Α、Β、ΟΞ相端電壓通過功率 管的狀態確定：若某相的上橋臂功率管開通，則該相端電壓數值為直流電壓源幅值的1/2、 極性為正，若某相的下橋臂功率管開通，則該相端電壓數值為直流電壓源幅值的1/2、極性 為負；當工作本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種永磁同步電機電磁轉矩的辨識方法，其特征在于包括如下步驟：(1)將永磁同步電機中性點與直流電壓源中點接地，從而永磁同步電機中性點的電壓為0；(2)確定永磁同步電機A、B、C三相端電壓和相電壓；(3)檢測永磁同步電機A、B、C三相相電流，結合前述相電壓，計算永磁同步電機A、B、C三相相反電勢；(4)計算永磁同步電機電磁轉矩。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：魏海峰，韋漢培，
申請(專利權)人：江蘇科技大學，
類型：發明
國別省市：江蘇;32