一種內嵌式永磁同步電機的參數估計方法及裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術提供一種內嵌式永磁同步電機的參數估計方法及裝置，其中參數估計方法，包括：步驟S1，根據定子繞組溫度查詢定子繞組電阻隨溫度變化的表格，獲得對應的定子繞組電阻，根據轉子溫度估算值查詢轉子永磁磁鏈隨溫度變化的表格，獲得對應的轉子永磁磁鏈；步驟S2，將步驟S1獲得的定子繞組電阻和轉子永磁磁鏈作為內嵌式永磁同步電機狀態方程的參數，采用遞歸最小二乘法對直軸電感和交軸電感進行辨識。本發明專利技術把對定子繞組電阻和轉子永磁磁鏈查表的結果作為遞歸最小二乘法的既定參數，從而可以根據實時工況變化，準確度和穩定度均較高，且能減小算法執行時間，更易于在實際中應用。

【技術實現步驟摘要】
一種內嵌式永磁同步電機的參數估計方法及裝置
本專利技術涉及汽車
，尤其涉及一種內嵌式永磁同步電機的參數估計方法及裝置。
技術介紹
永磁同步電機由于具有功率密度高、轉動慣量低、效率高等優點而被廣泛地應用于高性能運動控制的應用場合。近年來電動汽車發展非常迅速，而永磁同步電機由于以上優點而在這一領域得到了廣泛的應用。隨著全世界對能源問題的日益重視，電機控制器往高效率、高控制性能和高可靠性的發展成為一種趨勢。對于永磁同步電機控制器而言，要想實現高效率、高控制性能，就需要對被控電機的參數有一個全面和準確的了解。由于永磁同步電機的參數會隨著運行工況和環境的不同而不同，所以其電機參數的辨識便成了一個難題。各種電機參數辨識的方法大體上可以分為兩類，一類是離線測量，另一類是基于算法進行在線測量。離線測量或通過對電機模型進行有限元分析獲取參數，或對電機參數進行離線測量的方法獲取參數，或在電機靜止時通以電壓脈沖并觀察其電流響應獲取參數，或在電機穩態運行時，采用定子靜態坐標系和轉子坐標系的轉換獲取參數。不論采用上述何種方式獲取的參數，離線測量都是最終通過把離線獲取的參數存儲在一張表中，當電機進行常規運行時，通過查表獲得該工況下的電機參數。然而，離線測量的參數都有一定的局限性，要么電機參數在特定環境下獲取，要么只是對電機參數中的一個子集進行了辨識，或者其辨識的參數對轉子位置的誤差不敏感。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題在于，提供一種準確度和穩定性均較高的內嵌式永磁同步電機的參數估計方法及裝置。為了解決上述技術問題，本專利技術提供一種內嵌式永磁同步電機的參數估計方法，包括：步驟S1，根據定子繞組溫度查詢定子繞組電阻隨溫度變化的表格，獲得對應的定子繞組電阻，根據轉子溫度估算值查詢轉子永磁磁鏈隨溫度變化的表格，獲得對應的轉子永磁磁鏈；步驟S2，將步驟S1獲得的定子繞組電阻和轉子永磁磁鏈作為內嵌式永磁同步電機狀態方程的參數，采用遞歸最小二乘法對直軸電感和交軸電感進行辨識。其中，所述步驟S1還包括：將內嵌式永磁同步電機置于溫箱，將其三相線引出，在設定的溫度范圍內，按設定的溫度間隔進行定子繞組電阻測量；分別將各測量溫度對應的定子繞組電阻測量值減去引出線本身的電阻值，得到定子繞組兩相之間的電阻值；將定子繞組兩相之間的電阻值除以2，得到各測量溫度對應的定子繞組電阻值，并制成定子繞組電阻隨溫度變化的表格。其中，所述步驟S1還包括：將內嵌式永磁同步電機置于溫箱并空載運行；在設定的轉速范圍內，按設定的轉速間隔，測量各轉速下電機電壓的線峰峰值；在設定的溫度范圍內，按設定的溫度間隔，測量同一溫度、不同轉速下電機電壓的線峰峰值；根據測量獲得的電機電壓的線峰峰值計算同一溫度、不同轉速下的永磁磁鏈值，并求其平均值，獲得該溫度對應的永磁磁鏈；將不同溫度下的永磁磁鏈制成隨溫度變化的表格。其中，所述內嵌式永磁同步電機狀態方程中包括定子繞組的直軸電壓和交軸電壓，以及定子繞組的直軸電流和交軸電流，所述定子繞組的直軸電壓和交軸電壓的獲取方式是：計算兩相靜止坐標系下的電壓值；將所述兩相靜止坐標系下的電壓值通過Park坐標變換，獲得兩相旋轉坐標系下的電壓值，作為所述定子繞組的直軸電壓和交軸電壓；所述定子繞組的直軸電流和交軸電流的獲取方式是：把測量的三相電流進行Clarke變換，獲得兩相靜止坐標系下的電流值；將所述兩相靜止坐標系下的電流值通過Park坐標變換，獲得兩相旋轉坐標系下的電流值，作為所述定子繞組的直軸電流和交軸電流。其中，所述步驟S2還包括：計算直軸電感和交軸電感的初始靜態值，并將所述初始靜態值作為采用遞歸最小二乘法對直軸電感和交軸電感進行辨識時的初始值。其中，所述計算直軸電感和交軸電感的初始靜態值，具體包括：通過LCR測試儀測量內嵌式永磁同步電機U、V兩相的電感最大值與電感最小值、V、W兩相的電感最大值與電感最小值以及U、W兩相的電感最大值與電感最小值；分別對電感最大值、電感最小值求平均值；將電感最小值的平均值除以2，獲得直軸電感的初始靜態值，將電感最大值的平均值除以2，獲得交軸電感的初始靜態值。其中，所述步驟S1中分別根據定子繞組溫度、轉子溫度估算值查詢所述表格是按第一周期周期性地進行，所述步驟S2中采用遞歸最小二乘法對直軸電感和交軸電感進行辨識是按第二周期周期性地進行，所述第一周期大于所述第二周期。其中，所述遞歸最小二乘法中遺忘因子的取值范圍是(0.95,1)。本專利技術還提供一種內嵌式永磁同步電機的參數估計裝置，包括：查表單元，分別用于根據定子繞組溫度查詢定子繞組電阻隨溫度變化的表格，獲得對應的定子繞組電阻，以及根據轉子溫度估算值查詢轉子永磁磁鏈隨溫度變化的表格，獲得對應的轉子永磁磁鏈；辨識單元，用于將所述查表單元獲得的定子繞組電阻和轉子永磁磁鏈作為內嵌式永磁同步電機狀態方程的參數，采用遞歸最小二乘法對直軸電感和交軸電感進行辨識。其中，所述查表單元還包括第一獲取單元，用于獲取定子繞組電阻隨溫度變化的表格，其獲取方式是：將內嵌式永磁同步電機置于溫箱，將其三相線引出，在設定的溫度范圍內，按設定的溫度間隔進行定子繞組電阻測量；分別將各測量溫度對應的定子繞組電阻測量值減去引出線本身的電阻值，得到定子繞組兩相之間的電阻值；將定子繞組兩相之間的電阻值除以2，得到各測量溫度對應的定子繞組電阻值，并制成定子繞組電阻隨溫度變化的表格；所述查表單元還包括第二獲取單元，用于獲取轉子永磁磁鏈隨溫度變化的表格，其獲取方式是：將內嵌式永磁同步電機置于溫箱并空載運行；在設定的轉速范圍內，按設定的轉速間隔，測量各轉速下電機電壓的線峰峰值；在設定的溫度范圍內，按設定的溫度間隔，測量同一溫度、不同轉速下電機電壓的線峰峰值；根據測量獲得的電機電壓的線峰峰值計算同一溫度、不同轉速下的永磁磁鏈值，并求其平均值，獲得該溫度對應的永磁磁鏈；將不同溫度下的永磁磁鏈制成隨溫度變化的表格。其中，所述內嵌式永磁同步電機狀態方程中包括定子繞組的直軸電壓和交軸電壓，以及定子繞組的直軸電流和交軸電流，所述辨識單元包括電壓獲取模塊和電流獲取模塊，所述電壓獲取模塊用于獲取定子繞組的直軸電壓和交軸電壓，其獲取方式是：計算兩相靜止坐標系下的電壓值；將所述兩相靜止坐標系下的電壓值所述通過Park坐標變換獲得兩相旋轉坐標系下的電壓值，作為所述定子繞組的直軸電壓和交軸電壓；所述電流獲取模塊用于獲取定子繞組的直軸電流和交軸電流，其獲取方式是：把測量的三相電流進行Clarke變換，獲得兩相靜止坐標系下的電流值；將所述兩相靜止坐標系下的電流值通過Park坐標變換，獲得兩相旋轉坐標系下的電流值，作為所述定子繞組的直軸電流和交軸電流。其中，所述辨識單元包括初始值模塊，所述初始值模塊還用于計算直軸電感和交軸電感的初始靜態值，所述初始靜態值為采用遞歸最小二乘法對直軸電感和交軸電感進行辨識時的初始值；所述計算直軸電感和交軸電感的初始靜態值的具體方式是：通過LCR測試儀測量內嵌式永磁同步電機U、V兩相的電感最大值與電感最小值、V、W兩相的電感最大值與電感最小值以及U、W兩相的電感最大值與電感最小值；分別對電感最大值、電感最小值求平均值；將電感最小值的平均值除以2，獲得直軸電感的初始靜態值，將電感最大值的平均值除以2，獲得交軸電感的初始靜本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種內嵌式永磁同步電機的參數估計方法，包括：步驟S1，根據定子繞組溫度查詢定子繞組電阻隨溫度變化的表格，獲得對應的定子繞組電阻，根據轉子溫度估算值查詢轉子永磁磁鏈隨溫度變化的表格，獲得對應的轉子永磁磁鏈；步驟S2，將步驟S1獲得的定子繞組電阻和轉子永磁磁鏈作為內嵌式永磁同步電機狀態方程的參數，采用遞歸最小二乘法對直軸電感和交軸電感進行辨識。

【技術特征摘要】
1.一種內嵌式永磁同步電機的參數估計方法，包括：步驟S1，根據定子繞組溫度查詢定子繞組電阻隨溫度變化的表格，獲得對應的定子繞組電阻，根據轉子溫度估算值查詢轉子永磁磁鏈隨溫度變化的表格，獲得對應的轉子永磁磁鏈；步驟S2，將步驟S1獲得的定子繞組電阻和轉子永磁磁鏈作為內嵌式永磁同步電機狀態方程的參數，采用遞歸最小二乘法對直軸電感和交軸電感進行辨識。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S1還包括：將內嵌式永磁同步電機置于溫箱，將其三相線引出，在設定的溫度范圍內，按設定的溫度間隔進行定子繞組電阻測量；分別將各測量溫度對應的定子繞組電阻測量值減去引出線本身的電阻值，得到定子繞組兩相之間的電阻值；將定子繞組兩相之間的電阻值除以2，得到各測量溫度對應的定子繞組電阻值，并制成定子繞組電阻隨溫度變化的表格。3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S1還包括：將內嵌式永磁同步電機置于溫箱并空載運行；在設定的轉速范圍內，按設定的轉速間隔，測量各轉速下電機電壓的線峰峰值；在設定的溫度范圍內，按設定的溫度間隔，測量同一溫度、不同轉速下電機電壓的線峰峰值；根據測量獲得的電機電壓的線峰峰值計算同一溫度、不同轉速下的永磁磁鏈值，并求其平均值，獲得該溫度對應的永磁磁鏈；將不同溫度下的永磁磁鏈制成隨溫度變化的表格。4.根據權利要求1至3中任一項所述的方法，其特征在于，所述內嵌式永磁同步電機狀態方程中包括定子繞組的直軸電壓和交軸電壓，以及定子繞組的直軸電流和交軸電流，所述定子繞組的直軸電壓和交軸電壓的獲取方式是：計算兩相靜止坐標系下的電壓值；將所述兩相靜止坐標系下的電壓值通過Park坐標變換，獲得兩相旋轉坐標系下的電壓值，作為所述定子繞組的直軸電壓和交軸電壓；所述定子繞組的直軸電流和交軸電流的獲取方式是：把測量的三相電流進行Clarke變換，獲得兩相靜止坐標系下的電流值；將所述兩相靜止坐標系下的電流值通過Park坐標變換，獲得兩相旋轉坐標系下的電流值，作為所述定子繞組的直軸電流和交軸電流。5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S2還包括：計算直軸電感和交軸電感的初始靜態值，并將所述初始靜態值作為采用遞歸最小二乘法對直軸電感和交軸電感進行辨識時的初始值。6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述計算直軸電感和交軸電感的初始靜態值，具體包括：通過LCR測試儀測量內嵌式永磁同步電機U、V兩相的電感最大值與電感最小值、V、W兩相的電感最大值與電感最小值以及U、W兩相的電感最大值與電感最小值；分別對電感最大值、電感最小值求平均值；將電感最小值的平均值除以2，獲得直軸電感的初始靜態值，將電感最大值的平均值除以2，獲得交軸電感的初始靜態值。7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S1中分別根據定子繞組溫度、轉子溫度估算值查詢所述表格是按第一周期周期性地進行，所述步驟S2中采用遞歸最小二乘法對直軸電感和交軸電感進行辨識是按第二周期周期性地進行，所述第一周期大于所述第二周期。8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述遞歸最小二乘法中遺忘因子的取值范圍是(0.95,1)。9.一種內嵌式永磁同步電機的參數估計裝置，其...

【專利技術屬性】
技術研發人員：黃慈梅，夏鑄亮，李樂榮，廖展圖，唐君華，
申請(專利權)人：廣州汽車集團股份有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東,44