CN106169895B - 一种永磁直线同步电机电气参数测量方法 - Google Patents

一种永磁直线同步电机电气参数测量方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106169895B
CN106169895B CN201610513866.1A CN201610513866A CN106169895B CN 106169895 B CN106169895 B CN 106169895B CN 201610513866 A CN201610513866 A CN 201610513866A CN 106169895 B CN106169895 B CN 106169895B
Authority
CN
China
Prior art keywords
coefficient
permanent magnet
synchronous motor
magnet linear
shaft current
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
CN201610513866.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106169895A (zh
Inventor
薛晓明
时倩
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.)
Van Di Fan (Taizhou) Co.,Ltd.
Original Assignee
Changzhou College of Information Technology CCIT
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 Changzhou College of Information Technology CCIT filed Critical Changzhou College of Information Technology CCIT
Priority to CN201610513866.1A priority Critical patent/CN106169895B/zh
Publication of CN106169895A publication Critical patent/CN106169895A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106169895B publication Critical patent/CN106169895B/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
    • H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
    • H02P25/06—Linear motors
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Control Of Linear Motors (AREA)

Abstract

本发明提供一种基于矢量控制的表面贴装永磁直线同步电机交直轴电感和反电动势系数测量方法。通过设置直轴电流为零，使给定速度在0‑1s内以线性速度变化，在此期间不断计算q轴电流PI调节器的沃尔什一阶系数，并不断更新标称的反电动势系数，直至沃尔什一阶系数收敛到零，此时的反电动势系数即为实际值。接着给定直轴电流为0.1倍的持续电流，使给定速度再次在0‑1s内以线性速度变化，在此期间不断计算q轴电流PI调节器的沃尔什一阶系数，并不断更新标称的交直轴电感，直至沃尔什一阶系数收敛到零，此时的交直轴电感即为实际值。本发明提供的方法，无需任何仪器仪表可自动准确测量永磁直线同步电机交直轴电感和反电动势系数。

Description

一种永磁直线同步电机电气参数测量方法
技术领域
本发明涉及一种永磁直线同步电机电气参数测量方法，特别是涉及一种自动测量基于矢量控制的表面贴装永磁直线同步电机交直轴电感和反电动势系数方法，属于电机领域。
背景技术
矢量控制表面贴装永磁直线同步电机(Surface-Mounted Permanent MagneticLinear Synchronous Motors，SPMLSM)因结构简单、定位精度高、推力大、动态性能优越等优点在精密机床、工业机器人等领域受到广泛关注。矢量控制的关键需要准确的电机参数，厂商对同一规格电机提供相同的标称参数，但同一规格的每台电机实际参数与标称参数未尽相同，在配备矢量控制变频器时，为了保证系统的优良性能需要工程师对每台配套电机的参数进行测量，工作量非常之大，而且受仪器仪表测试精度的影响测试结果与实际值存在误差。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种无需任何仪器仪表自动准确测量永磁直线同步电机交直轴电感和反电动势系数的方法。
下面说明本发明所涉及的工作原理。
矢量控制永磁直线同步电机系统方框图如图1所示，其电流控制回路传递函数结构图如图2所示。
根据d-q坐标系下永磁直线同步电机数学模型，可得q轴电流PI控制器的输出uq-PI为：
式中iq为q轴电流，Rs为每相电阻，Ke *(1)为厂商提供的永磁直线同步电机反电动势系数标称值，Ke为永磁直线同步电机反电动势系数实际值。
uq-PI的沃尔什一阶系数为：
其中：
在一个周期1S期间，如果uq-PI是方波，a1＝0，否则a1不等于0。
令给定速度v*(t)在0～1S内按照线性变化，式中v0为永磁直线同步电机的标称额定速度，在0-1S内不断检测q轴电流PI调节器输出uq-PI波形，并计算其沃尔什一阶系数a1，如果a1不等于0表明电机反电动势系数标称值偏离实际值，按下式更新迭代反电动势系数进行矢量控制系统的参数设置：
式中n＝1，2，3......，迭代过程不断反复，直至a1(n)为0，此时的反电动势系数Ke *(n+1)值即为实际的反电动势系数Ke。
反电动势系数测量好后，给定直轴电流id *＝0.1IC，IC为永磁直线同步电机的标称额定持续电流，此时q轴电流PI控制器的输出uq-PI为：
式中，Ls *(1)为厂商提供的永磁直线同步电机交直轴电感标称值，Ls为永磁直线同步电机交直轴电感实际值。
在0-1S内不断检测q轴电流PI调节器输出uq-PI波形，并计算其沃尔什一阶系数a1，如果a1不等于0表明交直轴电感标称值偏离实际值，按下式更新迭代交直轴电感：
式中n＝1，2，3......，迭代过程不断反复，直至a1(n)为0，此时的交直轴轴电感值Ls *(n+1)即为实际的交直轴电感值Ls。
根据上述的发明构思，本发明采用下述技术方案：
(1)用厂商提供的永磁直线同步电机反电动势系数标称值Ke *(1)和交直轴电感标称值Ls *(1)设置矢量控制系统的参数；
(2)设置直轴给定电流id *＝0，令给定速度v*(t)在0～1S内以线性变化，式中v0为标称额定速度，测量q轴电流调节器uq-PI的输出，按计算q轴电流调节器uq-PI的沃尔什一阶系数a1(1)，其中：如a1(1)不为零，将设置矢量控制系统的反电动势参数更新为按计算相应的q轴电流调节器uq-PI的沃尔什一阶系数a1(2)，如a1(2)不为零，继续按更新反电动势系数和计算q轴电流调节器uq-PI的沃尔什一阶系数a1(n)，n＝2，3，4........，直至沃尔什一阶系数a1(n)为零，此时的反电动势系数Ke *(n+1)即为实际的反电动势系数Ke；
(3)停止永磁直线同步电机运行，用反电动势系数Ke *(n+1)和厂商提供的永磁直线同步电机交直轴电感标称值Ls *(1)设置矢量控制系统的参数；
(4)设置直轴给定电流id *＝0.1Ic，式中Ic为永磁直线同步电机的标称额定持续电流，令给定速度v*(t)在0～1S内以线性变化，式中v0为标称额定速度，测量q轴电流调节器uq-PI的输出，按计算q轴电流调节器uq-PI的沃尔什一阶系数a1(1)，其中：如a1(1)不为零，将设置矢量控制系统的交直轴电感更新为按计算相应的q轴电流调节器uq-PI的沃尔什一阶系数a1(2)，如a1(2)不为零，继续按更新交直轴电感和计算q轴电流调节器uq-PI的沃尔什一阶系数a1(n)，n＝2，3，4........，直至沃尔什一阶系数a1(n)为零，此时的交直轴电感Ls *(n+1)即为实际的交直轴电感Ls。
本发明的有益效果是：本发明以厂商提供的永磁直线同步电机反电动势系数和交直轴电感标称值为初始设置值，自动测量矢量控制永磁直线同步电机的交直轴电感和反电动势系数，无需任何仪器仪表，不受标称参数的影响，大大减轻了矢量控制变频器配套永磁直线同步电机参数测量的工作量。
附图说明
图1是永磁直线同步电机矢量控制系统方框图。
图2是永磁直线同步电机矢量控制系统电流控制回路传递函数结构图。
具体实施方式
下面结合附图1和实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
本实施例的一种永磁直线同步电机电气参数辨识方法，所述永磁直线同步电机参数标称值为：额定速度2m/s，持续电流2.1A，交直轴电感9.1mH，反电动势系数21.8V/m/S，包括以下步骤：
(1)用厂商提供的永磁直线同步电机参数交直轴电感9.1mH，反电动势系数21.8V/m/S设置矢量控制系统的参数；
(2)设置直轴给定电流id *＝0，令给定速度v*(t)在0～1S内以0.5t线性变化，测量q轴电流调节器uq-PI的输出，按计算q轴电流调节器uq-PI的沃尔什一阶系数a1(1)，其中：如a1(1)不为零，将设置矢量控制系统的反电动势参数更新为按计算相应的q轴电流调节器uq-PI的沃尔什一阶系数a1(2)，如a1(2)不为零，继续按更新反电动势系数和计算q轴电流调节器uq-PI的沃尔什一阶系数a1(n)，n＝2，3，4........，直至沃尔什一阶系数a1(n)为零，此时的反电动势系数Ke *(n+1)即为实际的反电动势系数Ke；
(3)停止永磁直线同步电机运行，用反电动势系数Ke *(n+1)和厂商提供的永磁直线同步电机交直轴电感9.1mH设置矢量控制系统的参数：
(4)设置直轴给定电流id *＝0.21A，令给定速度v*(t)在0～1S内以0.5t线性变化，测量q轴电流调节器uq-PI的输出，按计算q轴电流调节器uq-PI的沃尔什一阶系数a1(1)，其中：如a1(1)不为零，将设置矢量控制系统的交直轴电感更新为按计算相应的q轴电流调节器uq-PI的沃尔什一阶系数a1(2)，如a1(2)不为零，继续按更新交直轴电感和计算q轴电流调节器uq-PI的沃尔什一阶系数a1(n)，n＝2，3，4........，直至沃尔什一阶系数a1(n)为零，此时的交直轴电感Ls *(n+1)即为实际的交直轴电感Ls。
实施例2
本实施例的一种永磁直线同步电机电气参数辨识方法，所述永磁直线同步电机参数标称值为：额定速度5m/s，持续电流1.8A，电感2.6mH，反电动势系数27.5V/m/S，包括以下步骤：
(1)用厂商提供的永磁直线同步电机参数交直轴电感2.6mH，反电动势系数27.5V/m/S设置矢量控制系统的参数；
(2)设置直轴给定电流id *＝0，令给定速度v*(t)在0～1S内以1.25t线性变化，测量q轴电流调节器uq-PI的输出，按计算q轴电流调节器uq-PI的沃尔什一阶系数a1(1)，其中：如a1(1)不为零，将设置矢量控制系统的反电动势参数更新为按计算相应的q轴电流调节器uq-PI的沃尔什一阶系数a1(2)，如a1(2)不为零，继续按更新反电动势系数和计算q轴电流调节器uq-PI的沃尔什一阶系数a1(n)，n＝2，3，4........，直至沃尔什一阶系数a1(n)为零，此时的反电动势系数Ke *(n+1)即为实际的反电动势系数Ke；
(3)停止永磁直线同步电机运行，用反电动势系数Ke *(n+1)和厂商提供的永磁直线同步电机交直轴电感2.6mH设置矢量控制系统的参数；
(4)设置直轴给定电流id *＝0.18A，令给定速度v*(t)在0～1S内以1.25t线性变化，测量q轴电流调节器uq-PI的输出，按计算q轴电流调节器uq-PI的沃尔什一阶系数a1(1)，其中：如a1(1)不为零，将设置矢量控制系统的交直轴电感更新为按计算相应的q轴电流调节器uq-PI的沃尔什一阶系数a1(2)，如a1(2)不为零，继续按更新交直轴电感和计算q轴电流调节器uq-PI的沃尔什一阶系数a1(n)，n＝2，3，4........，直至沃尔什一阶系数a1(n)为零，此时的交直轴电感Ls *(n+1)即为实际的交直轴电感Ls。
以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。

Claims (1)

1.一种永磁直线同步电机电气参数测量方法，其特征在于，包括下列步骤：
(1)用厂商提供的永磁直线同步电机反电动势系数标称值Ke *(1)和交直轴电感标称值Ls *(1)设置矢量控制系统的参数；
根据d-q坐标系下永磁直线同步电机数学模型，可得q轴电流PI控制器的输出uq-PI，为：
式中iq为q轴电流，Rs为每相电阻，Ke *(1)为厂商提供的永磁直线同步电机反电动势系数标称值，Ke为永磁直线同步电机反电动势系数实际值，τ为永磁直线同步电机定子极距，v为永磁直线同步电机动子速度；
(2)设置直轴给定电流id *＝0，令给定速度v*(t)在0～1S内以线性变化，式中v0为标称额定速度，测量q轴电流调节器uq-PI的输出，按计算q轴电流调节器uq-PI的沃尔什一阶系数a1(1)，其中：如a1(1)不为零，将设置矢量控制系统的反电动势参数更新为按计算相应的q轴电流调节器uq-PI的沃尔什一阶系数a1(2)，如a1(2)不为零，继续按更新反电动势系数和计算q轴电流调节器uq-PI的沃尔什一阶系数a1(n)，n＝2，3，4........，直至沃尔什一阶系数a1(n)为零，此时的反电动势系数Ke *(n+1)即为实际的反电动势系数Ke；
(3)停止永磁直线同步电机运行，用反电动势系数Ke *(n+1)和厂商提供的永磁直线同步电机交直轴电感标称值Ls *(1)设置矢量控制系统的参数；
(4)设置直轴给定电流id *＝0.1Ic，式中Ic为永磁直线同步电机的标称额定持续电流，此时q轴电流PI控制器的输出uq-PI为：
式中，Ls *(1)为厂商提供的永磁直线同步电机交直轴电感标称值，Ls为永磁直线同步电机交直轴电感实际值；
令给定速度v*(t)在0～1S内以线性变化，式中v0为标称额定速度，测量q轴电流调节器uq-PI的输出，按计算q轴电流调节器uq-PI的沃尔什一阶系数a1(1)，其中：如a1(1)不为零，将设置矢量控制系统的交直轴电感更新为按计算相应的q轴电流调节器uq-PI的沃尔什一阶系数a1(2)，如a1(2)不为零，继续按更新交直轴电感和计算q轴电流调节器uq-PI的沃尔什一阶系数a1(n)，n＝2，3，4........，直至沃尔什一阶系数a1(n)为零，此时的交直轴电感Ls *(n+1)即为实际的交直轴电感Ls。
CN201610513866.1A 2016-06-25 2016-06-25 一种永磁直线同步电机电气参数测量方法 Active CN106169895B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610513866.1A CN106169895B (zh) 2016-06-25 2016-06-25 一种永磁直线同步电机电气参数测量方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610513866.1A CN106169895B (zh) 2016-06-25 2016-06-25 一种永磁直线同步电机电气参数测量方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106169895A CN106169895A (zh) 2016-11-30
CN106169895B true CN106169895B (zh) 2019-02-15

Family

ID=58065007

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610513866.1A Active CN106169895B (zh) 2016-06-25 2016-06-25 一种永磁直线同步电机电气参数测量方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106169895B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107134961B (zh) * 2017-07-10 2019-07-23 四川虹美智能科技有限公司 一种控制变频电机运行的方法及装置
CN107592051B (zh) * 2017-09-22 2019-12-20 西南交通大学 一种直线牵引电机励磁电感在线参数辨识仿真方法
CN110311599B (zh) * 2019-04-29 2021-07-06 深圳市英威腾电动汽车驱动技术有限公司 永磁同步电机磁极位置的校正方法、系统、介质及设备

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104539211A (zh) * 2014-12-18 2015-04-22 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 电机参数辨识方法及装置
CN104811102A (zh) * 2014-01-23 2015-07-29 广东美的制冷设备有限公司 永磁同步电机的控制系统及参数识别方法
CN105406786A (zh) * 2015-11-12 2016-03-16 东华大学 一种永磁同步电机转动惯量辨识方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9541494B2 (en) * 2013-12-18 2017-01-10 Tektronix, Inc. Apparatus and method to measure display quality

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104811102A (zh) * 2014-01-23 2015-07-29 广东美的制冷设备有限公司 永磁同步电机的控制系统及参数识别方法
CN104539211A (zh) * 2014-12-18 2015-04-22 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 电机参数辨识方法及装置
CN105406786A (zh) * 2015-11-12 2016-03-16 东华大学 一种永磁同步电机转动惯量辨识方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Parameter Auto-Tuning for a Linear Permanent Magnet Synchronous Motor Drive;Shih-Chang Hsu et.al;《Industrial Electronics Society, 2000. IECON 2000. 26th Annual Confjerence of the IEEE》;20001028;正文第3.1节的内容，图1-2

Also Published As

Publication number Publication date
CN106169895A (zh) 2016-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107659237B (zh) 一种永磁同步电机的无模型无差拍电流预测控制装置及其方法
CN101630938A (zh) 无位置传感器永磁同步电机转子初始位置辨识方法
CN103825524A (zh) 一种永磁同步电机基本电器参数的离线辨识方法
CN101650390B (zh) 表面式交流永磁同步电机的定子电感参数在线测量方法
CN105680755B (zh) 一种永磁同步电机的无模型电流控制装置及方法
CN104579083A (zh) 永磁同步电机矢量控制方法及系统
CN107425774B (zh) 永磁同步电机直轴电感辨识方法及装置
CN106169895B (zh) 一种永磁直线同步电机电气参数测量方法
CN102647144B (zh) 用于估计同步磁阻电动机的转子角度的方法和设备
CN108270377A (zh) 一种电机参数测量方法及其装置
CN102647134A (zh) 一种永磁同步电机无角度传感器的效率优化控制方法
Brandstetter et al. Sensorless control of permanent magnet synchronous motor using voltage signal injection
Lin et al. An improved flux observer for sensorless permanent magnet synchronous motor drives with parameter identification
CN102170262B (zh) 一种直驱永磁同步风电机组无速度传感器控制方法
CN104811117A (zh) 一种永磁同步电机转子转速估计的方法
Chenxing et al. Sensorless vector control of three-phase permanent magnet synchronous motor based on model reference adaptive system
CN103023421B (zh) 基于功率计算的转差估计系统及方法
Yin et al. A speed estimation method for induction motors based on strong tracking extended Kalman filter
Yan et al. Sensorless control of PMSMs based on parameter-optimized MRAS speed observer
CN106602939A (zh) 一种永磁同步电机转矩控制方法
Comanescu et al. Full order EMF observer for PMSM—design, analysis and performance under improper speed signal
Wang et al. Simplified rotor and stator resistance estimation method based on direct rotor flux identification
CN105141200A (zh) 一种永磁同步电机的驱动电路及驱动方法
Xu et al. Research on speed sensorless operation of PMSM based on improved MRAS
CN106301107B (zh) 一种抽水蓄能机组静止变频起动转子位置估计方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20200707

Address after: No.100 Fuyuan Road, Luotang street, Jiangyan District, Taizhou City, Jiangsu Province

Patentee after: Van Di Fan (Taizhou) Co.,Ltd.

Address before: 213164 No. 22, Xin Xin Zhong Road, Wujin District, Jiangsu, Changzhou

Patentee before: CHANGZHOU College OF INFORMATION TECHNOLOGY