CN105471335B - 一种永磁同步电机定子磁链的辨识方法 - Google Patents

一种永磁同步电机定子磁链的辨识方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105471335B
CN105471335B CN201510867630.3A CN201510867630A CN105471335B CN 105471335 B CN105471335 B CN 105471335B CN 201510867630 A CN201510867630 A CN 201510867630A CN 105471335 B CN105471335 B CN 105471335B
Authority
CN
China
Prior art keywords
phase
synchronous motor
permanent magnet
magnet synchronous
permanent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201510867630.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105471335A (zh
Inventor
张懿
缪维娜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shengli Oilfield Suntek Energy Saving Technologies Co ltd
Original Assignee
Shengli Oil Field Is Followed Mandate Of Heaven Energy Saving Technology Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shengli Oil Field Is Followed Mandate Of Heaven Energy Saving Technology Co filed Critical Shengli Oil Field Is Followed Mandate Of Heaven Energy Saving Technology Co
Priority to CN201510867630.3A priority Critical patent/CN105471335B/zh
Priority to CN201810387004.8A priority patent/CN108599638B/zh
Publication of CN105471335A publication Critical patent/CN105471335A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105471335B publication Critical patent/CN105471335B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14—Electronic commutators
    • H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
    • H02P6/18—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements
    • H02P6/182—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements using back-emf in windings

Abstract

本发明公开一种永磁同步电机定子磁链的辨识方法，步骤是：将永磁同步电机中性点与直流电压源中点接地，从而永磁同步电机中性点的电压为0；确定永磁同步电机端电压和相电压；检测相电流，结合相电压计算三相相反电势；对三相相反电势积分得到三相永磁磁链；利用三相永磁磁链和相电流，计算得到三相定子磁链，再通过CLARK变换，将三相定子磁链矢量合成，得到永磁同步电机定子磁链。本发明的永磁同步电机定子磁链的辨识方法，可解决现有技术永磁同步电机高性能控制中电机定子磁链难以实时准确辨识的问题，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。

Description

一种永磁同步电机定子磁链的辨识方法
技术领域
本发明涉及一种永磁同步电机，尤其涉及一种永磁同步电机定子磁链的辨识方法，属于永磁同步电机控制领域。
背景技术
永磁同步电机具有结构简单、功率密度高、控制简单等诸多优点。近年来，永磁同步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。
定子磁链的准确辨识是永磁同步电机控制系统的重要环节。定子磁链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判定磁链所在的扇区。所以，定子磁链的准确辨识,对于提高永磁同步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永磁同步电机定子磁链，但这种方法算法往往非常复杂，难以实际应用。
因此，现有技术的定子磁链辨识效果难以满足永磁同步电机高性能控制要求。如何实时准确辨识永磁同步电机定子磁链，是现有技术有待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决永磁同步电机高性能控制中电机定子磁链难以实时准确辨识的问题，而提出一种永磁同步电机定子磁链的辨识方法。
为了达到上述目的，本发明所采取的技术方案是：
一种永磁同步电机定子磁链的辨识方法，包括如下步骤：
(1)将永磁同步电机中性点与直流电压源中点接地，从而永磁同步电机中性点的电压为0；
(2)确定永磁同步电机A、B、C三相端电压和相电压；
(3)检测永磁同步电机A、B、C三相相电流，结合前述相电压，计算永磁同步电机A、B、C三相相反电势；
(4)对所述永磁同步电机A、B、C三相相反电势积分得到三相永磁磁链；
(5)利用三相永磁磁链和相电流，计算得到三相定子磁链，再通过CLARK变换，将前述三相定子磁链矢量合成，得到永磁同步电机定子磁链。
上述步骤(2)中，永磁同步电机A、B、C三相端电压的确定方法是：首先判断三相全桥逆变器工作在导通过程还是续流过程，当工作在导通过程，永磁同步电机A、B、C三相端电压通过功率管的状态确定：若某相的上桥臂功率管开通，则该相端电压数值为直流电压源幅值的1/2、极性为正，若某相的下桥臂功率管开通，则该相端电压数值为直流电压源幅值的1/2、极性为负；当工作在续流过程，永磁同步电机A、B、C三相端电压通过续流二极管的状态确定：若某相的上桥臂续流二极管开通，则该相端电压数值为直流电压源幅值的1/2、极性为正，若某相的下桥臂续流二极管开通，则该相端电压数值为直流电压源幅值的1/2、极性为负。
上述判断三相全桥逆变器工作在导通过程还是续流过程的方法是：检测三相全桥逆变器功率管是否全部关断，当三相全桥逆变器功率管不是全部关断时，则表明三相全桥逆变器处于导通过程；当三相全桥逆变器功率管全部关断，则表明三相全桥逆变器处于续流过程。
上述步骤(2)中，永磁同步电机A、B、C三相相电压的确定方法是：将永磁同步电机A、B、C三相端电压减去中性点的电压，得到永磁同步电机相电压，由于中性点的电压为0，故相电压与端电压相同。
上述步骤(3)的详细内容是：利用电流传感器检测永磁同步电机A、B、C三相相电流ia、ib、ic，再结合步骤(2)中的A、B、C三相相电压ua、ub、uc，根据下式永磁同步电机相电压平衡方程，计算得到永磁同步电机三相相反电势ea、eb、ec：
其中，Ra、Rb、Rc分别为永磁同步电机A、B、C三相相电阻，La、Lb、Lc分别为永磁同步电机A、B、C三相相电感。
上述步骤(4)的详细内容是：对步骤(3)得到的永磁同步电机三相相反电势利用下式进行积分，得到三相永磁磁链ψra、ψrb、ψrc：
上述步骤(5)的详细内容是：利用步骤(4)计算得到的三相永磁磁链ψra、ψrb、ψrc和步骤(3)测得的相电流ia、ib、ic，利用下式计算得到三相定子磁链ψsa、ψsb、ψsc：
其中，La、Lb、Lc分别为永磁同步电机A、B、C三相相电感；
再利用下式通过CLARK变换，将前述三相定子磁链矢量合成，得到永磁同步电机定子磁链ψsα、ψsβ：
本发明的方法与现有技术相比，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
图1为一种永磁同步电机定子磁链的辨识方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明的一种永磁同步电机定子磁链的辨识方法，包括下列步骤：
(1)将永磁同步电机中性点与直流电压源中点接地，从而将永磁同步电机中性点的电压钳位为0；
(2)通过三相全桥逆变器导通过程和续流过程中功率管及续流二极管的通断状态，确定永磁同步电机端电压；用所述端电压减去所述中性点的电压，得到永磁同步电机相电压；
在确定永磁同步电机A、B、C三相的端电压时，可根据三相全桥逆变器工作的导通过程和续流过程两种情况分别考虑，具体可通过检测三相全桥逆变器功率管是否全部关断来判断三相全桥逆变器是工作在导通过程还是续流过程，具体来说，当三相全桥逆变器功率管不是全部关断时，则表明三相全桥逆变器处于导通过程；当三相全桥逆变器功率管全部关断，则表明三相全桥逆变器处于续流过程。
在三相全桥逆变器导通过程，永磁同步电机A、B、C三相端电压通过功率管的状态确定：若某相的上桥臂功率管开通，则该相端电压数值为直流电压源幅值的1/2、极性为正，若某相的下桥臂功率管开通，则该相端电压数值为直流电压源幅值的1/2、极性为负。
在三相全桥逆变器续流过程，永磁同步电机A、B、C三相端电压通过续流二极管的状态确定：由于续流过程三相全桥逆变器功率管全部关断，永磁同步电机A、B、C各相通过各自所连接的三相全桥逆变器桥臂上唯一开通的续流二极管续流，若某相的上桥臂续流二极管开通，则该相端电压数值为直流电压源幅值的1/2、极性为正，若某相的下桥臂续流二极管开通，则该相端电压数值为直流电压源幅值的1/2、极性为负。
将上述端电压减去上述中性点的电压，得到永磁同步电机相电压，由于上述中性点的电压为0，故相电压与上述端电压相同：A相相电压ua等于A相端电压，B相相电压ub等于B相端电压，C相相电压uc等于C相端电压。
(3)利用电流传感器检测永磁同步电机A、B、C三相相电流ia、ib、ic，再结合前述相电压ua、ub、uc，根据下式永磁同步电机相电压平衡方程，计算得到永磁同步电机三相相反电势ea、eb、ec：
其中，Ra、Rb、Rc分别为永磁同步电机A、B、C三相相电阻，La、Lb、Lc分别为永磁同步电机A、B、C三相相电感。
(4)对步骤(3)得到的永磁同步电机三相相反电势利用下式进行积分，得到三相永磁磁链ψra、ψrb、ψrc：
(5)利用前述步骤(4)计算得到的三相永磁磁链ψra、ψrb、ψrc和步骤(3)测得的相电流ia、ib、ic，利用下式计算得到三相定子磁链ψsa、ψsb、ψsc：
再利用下式通过CLARK变换，将前述三相定子磁链矢量合成，得到永磁同步电机定子磁链ψsα、ψsβ：
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以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。

Claims (1)

1.一种永磁同步电机定子磁链的辨识方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)将永磁同步电机中性点与直流电压源中点接地，从而永磁同步电机中性点的电压为0；
(2)确定永磁同步电机A、B、C三相端电压和相电压；
(3)检测永磁同步电机A、B、C三相相电流，结合前述相电压，计算永磁同步电机A、B、C三相相反电势；
(4)对所述永磁同步电机A、B、C三相相反电势积分得到三相永磁磁链；
(5)利用三相永磁磁链和相电流，计算得到三相定子磁链，再通过CLARK变换，将前述三相定子磁链矢量合成，得到永磁同步电机定子磁链；
其中，所述步骤(2)中，永磁同步电机A、B、C三相端电压的确定方法是：首先判断三相全桥逆变器工作在导通过程还是续流过程，当工作在导通过程，永磁同步电机A、B、C三相端电压通过功率管的状态确定：若某相的上桥臂功率管开通，则该相端电压数值为直流电压源幅值的1/2、极性为正，若某相的下桥臂功率管开通，则该相端电压数值为直流电压源幅值的1/2、极性为负；当工作在续流过程，永磁同步电机A、B、C三相端电压通过续流二极管的状态确定：若某相的上桥臂续流二极管开通，则该相端电压数值为直流电压源幅值的1/2、极性为正，若某相的下桥臂续流二极管开通，则该相端电压数值为直流电压源幅值的1/2、极性为负；
所述判断三相全桥逆变器工作在导通过程还是续流过程的方法是：检测三相全桥逆变器功率管是否全部关断，当三相全桥逆变器功率管不是全部关断时，则表明三相全桥逆变器处于导通过程；当三相全桥逆变器功率管全部关断，则表明三相全桥逆变器处于续流过程；
所述步骤(2)中，永磁同步电机A、B、C三相相电压的确定方法是：将永磁同步电机A、B、C三相端电压减去中性点的电压，得到永磁同步电机相电压，由于中性点的电压为0，故相电压与端电压相同；
所述步骤(3)的详细内容是：利用电流传感器检测永磁同步电机A、B、C三相相电流ia、ib、ic，再结合步骤(2)中的A、B、C三相相电压ua、ub、uc，根据下式永磁同步电机相电压平衡方程，计算得到永磁同步电机三相相反电势ea、eb、ec：
其中，Ra、Rb、Rc分别为永磁同步电机A、B、C三相相电阻，La、Lb、Lc分别为永磁同步电机A、B、C三相相电感；
所述步骤(4)的详细内容是：对步骤(3)得到的永磁同步电机三相相反电势利用下式进行积分，得到三相永磁磁链ψra、ψrb、ψrc：
所述步骤(5)的详细内容是：利用步骤(4)计算得到的三相永磁磁链ψra、ψrb、ψrc和步骤(3)测得的相电流ia、ib、ic，利用下式计算得到三相定子磁链ψsa、ψsb、ψsc：
其中，La、Lb、Lc分别为永磁同步电机A、B、C三相相电感；
再利用下式通过CLARK变换，将前述三相定子磁链矢量合成，得到永磁同步电机定子磁链ψsα、ψsβ：
CN201510867630.3A 2015-12-02 2015-12-02 一种永磁同步电机定子磁链的辨识方法 Active CN105471335B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510867630.3A CN105471335B (zh) 2015-12-02 2015-12-02 一种永磁同步电机定子磁链的辨识方法
CN201810387004.8A CN108599638B (zh) 2015-12-02 2015-12-02 一种永磁同步电机定子磁链的辨识方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510867630.3A CN105471335B (zh) 2015-12-02 2015-12-02 一种永磁同步电机定子磁链的辨识方法

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810387004.8A Division CN108599638B (zh) 2015-12-02 2015-12-02 一种永磁同步电机定子磁链的辨识方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105471335A CN105471335A (zh) 2016-04-06
CN105471335B true CN105471335B (zh) 2018-07-27

Family

ID=55608731

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810387004.8A Withdrawn - After Issue CN108599638B (zh) 2015-12-02 2015-12-02 一种永磁同步电机定子磁链的辨识方法
CN201510867630.3A Active CN105471335B (zh) 2015-12-02 2015-12-02 一种永磁同步电机定子磁链的辨识方法

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810387004.8A Withdrawn - After Issue CN108599638B (zh) 2015-12-02 2015-12-02 一种永磁同步电机定子磁链的辨识方法

Country Status (1)

Country Link
CN (2) CN108599638B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109167545B (zh) * 2018-09-14 2022-02-18 新疆大学 永磁同步发电机磁链在线辨识方法与系统
CN110311612B (zh) * 2019-06-28 2021-10-15 昆明理工大学 一种永磁同步电机转子初始位置辨识装置及辨识方法
EP4016833A1 (en) * 2020-12-18 2022-06-22 Volvo Truck Corporation A method for adapting the control parameters of an electric traction machine being a permanent magnetic synchronous motor

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101702607A (zh) * 2009-11-20 2010-05-05 江苏科技大学 无刷直流电机直接转矩控制的定子磁链给定方法
CN103516267A (zh) * 2012-06-27 2014-01-15 珠海格力电器股份有限公司 空调用永磁同步风扇电机的启动方法和系统
CN103647492A (zh) * 2013-06-19 2014-03-19 江苏科技大学 一种无刷直流电机定子磁链的辨识方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4120708B2 (ja) * 2006-10-19 2008-07-16 三菱電機株式会社 電力変換装置
WO2013153656A1 (ja) * 2012-04-12 2013-10-17 株式会社 日立製作所 電動機駆動装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101702607A (zh) * 2009-11-20 2010-05-05 江苏科技大学 无刷直流电机直接转矩控制的定子磁链给定方法
CN103516267A (zh) * 2012-06-27 2014-01-15 珠海格力电器股份有限公司 空调用永磁同步风扇电机的启动方法和系统
CN103647492A (zh) * 2013-06-19 2014-03-19 江苏科技大学 一种无刷直流电机定子磁链的辨识方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN108599638B (zh) 2020-12-15
CN105471335A (zh) 2016-04-06
CN108599638A (zh) 2018-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105743414A (zh) 电力转换装置、控制装置及载波频率的改变方法
CN103259487B (zh) 变频器控制电机的方法和变频器
JP3809783B2 (ja) モータ制御装置
CN104360171A (zh) 永磁同步电机电感参数测量方法
CN105471335B (zh) 一种永磁同步电机定子磁链的辨识方法
CN108183651A (zh) 一种永磁直线同步电机无位置传感器的控制方法
JP2016082709A (ja) 誘導電動機の制御装置
CN103560722A (zh) 一种永磁直线同步电机控制装置及方法
CN105429542B (zh) 一种永磁同步电机永磁磁链的辨识方法
CN105406777B (zh) 一种永磁同步电机定子磁链的检测装置及检测方法
CN105406782B (zh) 一种永磁同步电机转子位置的辨识方法
CN105429519B (zh) 一种永磁同步电机永磁磁链的检测装置及检测方法
CN105527498B (zh) 电动汽车及其高压部件对地绝缘电阻的检测方法及装置
CN105490593B (zh) 一种无刷直流电机功角的辨识方法
CN105406774B (zh) 一种永磁同步电机功角的检测装置及检测方法
CN105510825B (zh) 一种消除非线性因素的异步电机漏感测量方法
CN105406787A (zh) 一种永磁同步电机功角的辨识方法
CN105429520B (zh) 一种永磁同步电机转速的辨识方法
CN105406789B (zh) 一种永磁同步电机电磁转矩的检测装置及检测方法
CN109387781B (zh) 开关器件损伤评估方法、装置和设备
CN105515471B (zh) 一种永磁同步电机转子位置的检测装置及检测方法
Zhang et al. A new inductance measurement method for permanent magnet synchronous linear motor
CN105391350A (zh) 一种永磁同步电机相反电势的检测装置及检测方法
EP2897280A1 (en) Method and device for estimating power and/or current of inverter
CN108667376A (zh) 永磁同步电机电气参数自动识别方法及系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20180615

Address after: 257081 35 Feicheng Road, Shengli Industrial Park, Dongying District, Dongying, Shandong.

Applicant after: SHENGLI OILFIELD SUNTEK ENERGY SAVING TECHNOLOGIES CO.,LTD.

Address before: 212003 Mengxi Road, Jingkou District, Zhenjiang, Jiangsu Province, No. 2

Applicant before: Jiangsu University of Science and Technology

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right

Denomination of invention: An identification method for stator flux linkage of permanent magnet synchronous motor

Effective date of registration: 20220727

Granted publication date: 20180727

Pledgee: Dongying Branch of China Postal Savings Bank Co.,Ltd.

Pledgor: SHENGLI OILFIELD SUNTEK ENERGY SAVING TECHNOLOGIES CO.,LTD.

Registration number: Y2022980011338

PC01 Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right
PC01 Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right

Date of cancellation: 20230706

Granted publication date: 20180727

Pledgee: Dongying Branch of China Postal Savings Bank Co.,Ltd.

Pledgor: SHENGLI OILFIELD SUNTEK ENERGY SAVING TECHNOLOGIES CO.,LTD.

Registration number: Y2022980011338