CN107528516B - 一种电励磁同步电机参数的辨识方法 - Google Patents
一种电励磁同步电机参数的辨识方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107528516B CN107528516B CN201711003069.XA CN201711003069A CN107528516B CN 107528516 B CN107528516 B CN 107528516B CN 201711003069 A CN201711003069 A CN 201711003069A CN 107528516 B CN107528516 B CN 107528516B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- current
- inductance
- alternating
- axis
- alternating 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
Links
- 230000005284 excitation Effects 0.000 title claims abstract description 34
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 title claims abstract description 21
- 238000012850 discrimination method Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 12
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 claims description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 241000208340 Araliaceae Species 0.000 description 1
- 235000005035 Panax pseudoginseng ssp. pseudoginseng Nutrition 0.000 description 1
- 235000003140 Panax quinquefolius Nutrition 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 235000008434 ginseng Nutrition 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
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
- H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
- H02P21/14—Estimation or adaptation of machine parameters, e.g. flux, current or voltage
- H02P21/16—Estimation of constants, e.g. the rotor time constant
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Abstract
本发明涉及一种电励磁同步电机参数的辨识方法，包括以下步骤：控制电励磁电机的q轴电流为0，将d轴电感Ld和励磁电感Lf等效于变压器的定子和转子；测量出励磁电感Lf；在励磁回路上施加直流电压Uf_dc，产生直流电流If_dc；将直流电流If_dc控制到额定大小；在D轴上施加一固定频率f的交流电压，在电机D轴上产生一相同频率f的交流电流，感应出一交流电流If_ac；计算得到d轴上的交流电流和励磁回路上感应产生的交流电流分量，从而得到励磁电感Lf与d轴电感Ld的匝比Kn；根据匝比Kn，计算得到d轴电感Ld。这样就可以解决电励磁电机的直轴电感Ld和匝比kn的辨识问题。
Description
技术领域
本发明涉及电机参数的识别技术，尤其涉及一种电励磁同步电机参数的识别方法。
背景技术
电励磁电机变流器机侧的常用的拓扑结构如图1所示。主回路一般采用三相三桥的结构，励磁模块一般采用的是Buck降压电路。
参数辨识技术分为离线参数辨识(开机前对电机参数进行测量)和在线参数辨识(在系统运行期间通过测量电压电流的数据来实时辨识电机参数的变化)。永磁同步电机的参数辨识技术文献比较多，但电励磁同步机的参数辨识文献较少，而且两者所需辨识的参数也有所不同。
针对永磁同步电机的离线辨识方法有：
高频旋转电压注入法：此方法在永磁同步电机静止的情况下，通过注入高频电压并测电流响应的大小，来计算直轴和交轴电感的大小，并可能通过判断电流的瞬时最小值时刻的位置角来判断转子初始位置。此方法加入了旋转磁场，为了保持电机不转动，必须注入很小的电压，所得电流很小，判断精度不高。而且对于电励磁同步机而言，由于电励磁绕组和直轴电抗是耦合在一起的，而封锁励磁驱动期间，由于励磁模块中Buck电路中存在反向二极管，对于交流电流而言，励磁电感不是完全开路状态，正半波期间回路开路，负半波期间回路短路，所以此法不适用电励磁同步机励磁电感Ld参数辨识，而且此方法无法测得励磁电感Ld与直轴电感Lf的匝比kn。
发明内容
为解决现有方法存在的问题，本发明给出一种电励磁同步电机参数的识别方法。
本发明技术方案是：一种电励磁同步电机参数的辨识方法，包括以下步骤：
步骤1：控制电励磁电机的q轴电流为0，将d轴电感Ld和励磁电感Lf等效于变压器的定子和转子；
步骤2：测量出励磁电感Lf；
步骤3：在励磁回路上施加直流电压Uf_dc，在励磁线圈上产生直流电流If_dc；将直流电流If_dc控制到额定大小；
步骤4：保持电机静止不动，在D轴上施加一固定频率f的交流电压，在电机D轴上产生一相同频率f的交流电流，该交流电流在励磁线圈上会感应出一交流电流If_ac，且保证If_dc+If_ac为正值电流；
步骤5：计算得到d轴上的交流电流和励磁回路上感应产生的交流电流分量，从而得到励磁电感Lf与d轴电感Ld的匝比Kn；
步骤6：根据匝比Kn，计算得到d轴电感Ld。
优选的，所述步骤2中励磁电感Lf的测量方法为：在励磁回路上施加一直流电压Uf_dc和一定频率f的交流电压Uf_ac，由于励磁回路为buck电路，励磁线圈中只能流过正值电流，因此Uf_dc+Uf_ac一定要使最终的励磁电流If为正值，通过传感器检测出励磁电流If，提取其中的交流成分If_ac，励磁电感Lf的计算公式为：Lf＝Uf_ac/(If_ac*2*π*f)。
优选的，所述步骤5中d轴上的交流电流和励磁回路上感应产生的交流电流分量的计算方法为：通过电流传感器检测出转子励磁线圈电流和电机定子定子电流，其中，转子励磁线圈电流为If_dc+If_ac，定子电流为Id。
优选的，所述步骤5中匝比Kn的计算方法为：提取励磁线圈中电流的交流成分If_ac，则匝比为kn＝If_ac/Id。
优选的，所述步骤6中d轴电感Ld的计算公式为：
本发明的有益效果是：首先测量出励磁电感Lf的大小，在励磁回路上施加固定的励磁电压，同时在直轴方向上施加交流电压，通过比较所测量到的d轴上的交流电流大小和励磁回路上感应产生的交流电流分量的大小，我们就可以得到Lf与Ld的匝比Kn，由Kn和励磁电感Lf就可以计算出Ld。这样就可以解决电励磁电机的直轴电感Ld和匝比kn的辨识问题。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是电励磁电机变流器机侧的常用拓扑电路；
图2是本发明的流程图；
图3是电励磁同步电机在以转子磁链定向的d-q旋转坐标系下励磁绕组和定子绕组的电路图；
图4是电励磁同步电机的等效电路图；
图5是当q轴电流iq为0时，d轴等效电路图。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
结合附图2，本发明主要为一种电励磁同步电机参数的辨识方法，包括以下步骤：
步骤1：控制电励磁电机的q轴电流为0，将d轴电感Ld和励磁电感Lf等效于变压器的定子和转子。图3为电励磁同步电机在以转子磁链定向的d-q旋转坐标系下励磁绕组和定子绕组的电路图。电励磁同步电机的等效电路图4所示，其中D轴电感和励磁电感相当于组成了一个变压器。忽略线路电阻的影响，当q轴电流iq为0时，d轴等效电路变为图5所示。
步骤2：测量出励磁电感Lf；励磁电感Lf的测量方法为：在励磁回路上施加一直流电压Uf_dc和一定频率f的交流电压Uf_ac，由于励磁回路为buck电路，励磁线圈中只能流过正值电流，因此Uf_dc+Uf_ac一定要使最终的励磁电流If为正值，通过传感器检测出励磁电流If，提取其中的交流成分If_ac，励磁电感Lf的计算公式为：Lf＝Uf_ac/(If_ac*2*π*f)。
步骤3：在励磁回路上施加直流电压Uf_dc，在励磁线圈上产生直流电流If_dc；将直流电流If_dc控制到额定大小。
步骤4：保持电机静止不动，在D轴上施加一固定频率f的交流电压，在电机D轴上产生一相同频率f的交流电流，该交流电流在励磁线圈上会感应出一交流电流If_ac，同样保证If_dc+If_ac为正值电流。
步骤5：计算得到d轴上的交流电流和励磁回路上感应产生的交流电流分量，从而得到励磁电感Lf与d轴电感Ld的匝比Kn；d轴上的交流电流和励磁回路上感应产生的交流电流分量的计算方法为：通过电流传感器检测出转子励磁线圈电流和电机定子定子电流，其中，转子励磁线圈电流为If_dc+If_ac，定子电流为Id。匝比Kn的计算方法为：提取励磁线圈中电流的交流成分If_ac，则匝比为kn＝If_ac/Id。
步骤6：根据匝比Kn，计算得到d轴电感Ld，d轴电感Ld的计算公式为：
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (5)
1.一种电励磁同步电机参数的辨识方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：控制电励磁电机的q轴电流为0，将d轴电感Ld和励磁电感Lf等效于变压器的定子和转子；
步骤2：测量出励磁电感Lf；
步骤3：在励磁回路上施加直流电压Uf_dc，在励磁线圈上产生直流电流If_dc；将直流电流If_dc控制到额定大小；
步骤4：保持电机静止不动，在D轴上施加一固定频率f的交流电压，在电机D轴上产生一相同频率f的交流电流，该交流电流在励磁线圈上会感应出一交流电流If_ac，且保证If_dc+If_ac为正值电流；
步骤5：计算得到d轴上的交流电流和励磁回路上感应产生的交流电流分量，从而得到励磁电感Lf与d轴电感Ld的匝比kn；
步骤6：根据匝比kn，计算得到d轴电感Ld。
2.根据权利要求1所述的电励磁同步电机参数的辨识方法，其特征在于，所述步骤2中励磁电感Lf的测量方法为：在励磁回路上施加一直流电压Uf_dc和一定频率f的交流电压Uf_ac，且保证最终的励磁电流If为正值，通过传感器检测出励磁电流If，提取其中的交流成分If_ac，励磁电感Lf的计算公式为：Lf＝Uf_ac/(If_ac*2*π*f)。
3.根据权利要求1所述的电励磁同步电机参数的辨识方法，其特征在于，所述步骤5中d轴上的交流电流和励磁回路上感应产生的交流电流分量的计算方法为：通过电流传感器检测出转子励磁线圈电流和电机定子定子电流，其中，转子励磁线圈电流为If_dc+If_ac，定子电流为Id。
4.根据权利要求3所述的电励磁同步电机参数的辨识方法，其特征在于，所述步骤5中匝比kn的计算方法为：提取励磁线圈中电流的交流成分If_ac，则匝比为kn＝If_ac/Id。
5.根据权利要求1所述的电励磁同步电机参数的辨识方法，其特征在于，所述步骤6中d轴电感Ld的计算公式为。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711003069.XA CN107528516B (zh) | 2017-10-24 | 2017-10-24 | 一种电励磁同步电机参数的辨识方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711003069.XA CN107528516B (zh) | 2017-10-24 | 2017-10-24 | 一种电励磁同步电机参数的辨识方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107528516A CN107528516A (zh) | 2017-12-29 |
| CN107528516B true CN107528516B (zh) | 2019-09-13 |
Family
ID=60685338
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201711003069.XA Active CN107528516B (zh) | 2017-10-24 | 2017-10-24 | 一种电励磁同步电机参数的辨识方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107528516B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109327171B (zh) * | 2018-09-03 | 2020-05-19 | 北京交通大学 | 一种适用于轨道交通牵引电机参数在线辨识的方法 |
| CN111478635B (zh) * | 2019-01-24 | 2021-10-29 | 维谛技术有限公司 | 一种电励磁同步电机磁链系数的计算方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102011113780A1 (de) * | 2011-09-19 | 2013-03-21 | Magna Electronics Europe Gmbh & Co.Kg | Verfahren zur Steuerung eines permanenterregten Synchronmotors |
| CN103151982B (zh) * | 2011-12-07 | 2016-08-10 | 上海大郡动力控制技术有限公司 | 永磁电机旋转变压器检测零位补偿的自适应方法 |
| JP6447183B2 (ja) * | 2015-01-30 | 2019-01-09 | 富士電機株式会社 | 誘導電動機の制御装置 |
| CN104811115B (zh) * | 2015-04-15 | 2017-03-22 | 哈尔滨工业大学 | 基于准比例谐振控制的永磁同步电机电感参数辨识系统及方法 |
-
2017
- 2017-10-24 CN CN201711003069.XA patent/CN107528516B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107528516A (zh) | 2017-12-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Wang et al. | Self-commissioning of permanent magnet synchronous machine drives at standstill considering inverter nonlinearities | |
| CN104009684B (zh) | 磁铁磁通量推定装置、异常减磁判定装置、同步电机驱动装置及电动车 | |
| CN107086836B (zh) | 一种改进的永磁同步电机弱磁调速方法 | |
| Wang et al. | A fault diagnosis method for current sensors of primary permanent-magnet linear motor drives | |
| CN105553211B (zh) | 一种三级式无刷同步起动发电机结构及其起动控制方法 | |
| Jeong et al. | Current Harmonics Loss Analysis of 150-kW Traction Interior Permanent Magnet Synchronous Motor Through Co-Analysis of $ d\hbox {-} q $ Axis Current Control and Finite Element Method | |
| CN105227019B (zh) | 电动机温度变化影响最小化装置及方法 | |
| 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 | |
| CN106257821B (zh) | 一种变速永磁交流发电机系统及其稳压控制方法 | |
| US9391552B2 (en) | Control device and method for establishing the rotor angle of a synchronous machine | |
| US9306482B2 (en) | Control device and method for establishing the rotor angle of a synchronous machine | |
| CN109274304A (zh) | 电动汽车内嵌式永磁同步电机电感参数矩阵的辨识方法 | |
| CN107528516B (zh) | 一种电励磁同步电机参数的辨识方法 | |
| CN104753279B (zh) | 交流变频感应无刷励磁的单电枢同步电机 | |
| CN110661461A (zh) | 一种压缩机永磁同步电机控制方法、装置及空调器 | |
| Uzel et al. | Self-sensing control of wound rotor synchronous motor drive for mine hoist | |
| Zhou et al. | Position sensorless control for doubly salient electro‐magnetic motor based on line‐to‐line voltage | |
| Chowdhury et al. | Modeling, parameter measurement and sensorless speed estimation of IPM synchronous generator for direct drive variable speed wind turbine application | |
| CN108448971A (zh) | 一种无刷双馈发电机的控制系统及模型预测电流控制方法 | |
| CN107342714A (zh) | 基于信号逆传递的多级式无刷电机转子位置估算方法 | |
| US8829828B2 (en) | Controller device for controlling a power converter device | |
| Fot et al. | Rotor time constant identification on sensorless induction motor drives by low frequency signal injection | |
| Fernandez-Bernal et al. | Efficient control of reluctance synchronous machines | |
| Kano et al. | Design of saliency-based sensorless drive IPM motors for hybrid electric vehicles | |
| Zhu et al. | Rotor position estimation method of wound‐rotor synchronous starter/generator |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A method for identifying the parameters of electrically excited synchronous motors Granted publication date: 20190913 Pledgee: Zhejiang Hangzhou Yuhang Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Science and Technology City Branch Pledgor: ZHEJIANG HRV ELECTRIC Co.,Ltd. Registration number: Y2024980009884 |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |