CN108736780A - 凸极永磁同步电机的直轴电感的辨识方法及辨识装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种凸极永磁同步电机的直轴电感的辨识方法、辨识装置及计算机可读存储介质。其中，凸极永磁同步电机的直轴电感的辨识方法包括：按照最大转矩电流比方式控制凸极永磁同步电机，获取凸极永磁同步电机在αβ坐标系上的相电压和相电流；根据相电压、相电流以及凸极永磁同步电机的相电阻R_s，计算直轴电感L_d。本发明采用的直轴电感辨识方法，能够在不影响电机的正常运行的情况下，对直轴电感进行在线辨识，提高辨识精度，从而确保电机控制系统设计的合理性，提高对凸极永磁同步电机的控制效果。

Description

凸极永磁同步电机的直轴电感的辨识方法及辨识装置

技术领域

本发明涉及永磁同步电机技术领域，具体而言，涉及一种凸极永磁同步电机的直轴电感的辨识方法、辨识装置及计算机可读存储介质。

背景技术

永磁同步电机以其控制性能好、功率密度高、节能等特点，已经在各行各业中得到广泛的应用。永磁同步电机在控制系统设计时不可避免的要使用电机参数，永磁同步电机的电流环路控制等参数的变化有可能导致基于理想模型的电机控制精度和性能的降低，严重情况下甚至会导致电机系统失控。而电流环路控制等参数又与直轴电感相关，电机温升、磁场饱和、电机老化、电流波动等因素均可能对直轴电感造成影响。因此，如何通过对直轴电感进行准确地辨识以解决上述情况成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的一个方面在于提出了一种凸极永磁同步电机的直轴电感的辨识方法。

本发明的另一个方面在于提出了一种凸极永磁同步电机的直轴电感的辨识装置。

本发明的再一个方面在于提出了一种计算机可读存储介质。

有鉴于此，根据本发明的一个方面，提出了一种凸极永磁同步电机的直轴电感的辨识方法，包括：按照最大转矩电流比方式控制凸极永磁同步电机，获取凸极永磁同步电机在αβ坐标系上的相电压和相电流；根据相电压、相电流以及凸极永磁同步电机的相电阻R_s，计算直轴电感L_d。

发明提供的凸极永磁同步电机的直轴电感的辨识方法，在凸极永磁同步电机运行时，按照最大转矩电流比方式控制凸极永磁同步电机，令其d轴上的电流i_d为固定值，进而提高输出转矩，在此基础上获取凸极永磁同步电机在αβ坐标系上的相电压和相电流，以保证对后续直轴电感L_q的计算更加精准。进一步地，根据相电压、相电流以及相电阻R_s计算得到凸极永磁同步电机的直轴电感L_q。本发明采用的直轴电感辨识方法，能够在不影响电机的正常运行的情况下，对直轴电感进行在线辨识，提高辨识精度，从而确保电机控制系统设计的合理性，提高对凸极永磁同步电机的控制效果。

根据本发明的上述凸极永磁同步电机的直轴电感的辨识方法，还可以具有以下技术特征：

在上述技术方案中，优选地，根据相电压、相电流以及凸极永磁同步电机的相电阻R_s，计算直轴电感L_d的步骤，具体包括：根据α轴相电压u_α、β轴相电压u_β、α轴相电流i_α、β轴相电流i_β以及相电阻R_s，计算α轴反电动势e_α和β轴反电动势e_β；对α轴反电动势e_α和β轴反电动势e_β进行电压补偿和低通滤波处理，得到α轴磁链ψ_α和β轴磁链ψ_β；根据α轴磁链ψ_α、β轴磁链ψ_β、α轴相电流i_α、β轴相电流i_β以及凸极永磁同步电机的交轴电感L_q，计算α轴磁链分量ψ_αr和β轴磁链分量ψ_βr；根据α轴磁链分量ψ_αr和β轴磁链分量ψ_βr，计算有效磁链ψ_A；根据有效磁链ψ_A和凸极永磁同步电机的永磁磁链ψ_f，计算直轴电感L_d。

在该技术方案中，在αβ坐标系上的相电压包括α轴相电压u_α、β轴相电压u_β，相电流包括α轴相电流i_α、β轴相电流i_β。首先根据α轴相电压u_α、β轴相电压u_β、α轴相电流i_α、β轴相电流i_β、相电阻R_s，计算得到α轴反电动势e_α和β轴反电动势e_β，对反电动势进行补偿和滤波后，得到α轴磁链ψ_α和β轴磁链ψ_β。进一步地，结合凸极永磁同步电机的交轴电感L_q，计算出α轴磁链分量ψ_αr和β轴磁链分量ψ_βr，再计算出有效磁链ψ_A。最后根据有效磁链ψ_A、永磁磁链ψ_f、d轴相电流i_d以及交轴电感L_q，计算直轴电感L_q，可实现对直轴电感的准确辨识，确保降低与直轴电感相关的电流环路控制等参数的变化程度，提高对凸极永磁同步电机的控制精度。

在上述任一技术方案中，优选地，α轴反电动势e_α的计算公式为：e_α＝u_α-R_s×i_α；β轴反电动势e_β的计算公式为：e_β＝u_β-R_s×i_β；α轴磁链分量ψ_αr的计算公式为：ψ_αr＝ψ_α-L_q×i_α；β轴磁链分量ψ_βr的计算公式为：ψ_βr＝ψ_β-L_q×i_β；有效磁链ψ_A的计算公式为：直轴电感L_d的计算公式为：i_d表示凸极永磁同步电机在dq坐标系上的d轴电流。

在该技术方案中，分别根据上述公式计算α轴反电动势e_α、β轴反电动势e_β、α轴磁链分量ψ_αr、β轴磁链分量ψ_βr、有效磁链ψ_A、直轴电感L_d，上述运算方法简单且易于实现，能够提高对直轴电感的辨识速度。

在上述任一技术方案中，优选地，对α轴反电动势e_α和β轴反电动势e_β进行电压补偿和低通滤波处理，得到α轴磁链ψ_α和β轴磁链ψ_β的步骤，具体包括：对α轴反电动势e_α和β轴反电动势e_β进行补偿，得到α轴补偿电动势e_αc和β轴补偿电动势e_βc；按照预设截止频率，对α轴补偿电动势e_αc和β轴补偿电动势e_βc进行低通滤波，得到α轴磁链ψ_α和β轴磁链ψ_β。

在该技术方案中，对α轴反电动势e_α和β轴反电动势e_β进行补偿，确保反电动势的有效性。进一步地，将α轴补偿电动势e_αc和β轴补偿电动势e_βc高于预设截止频率的值滤除，保留低于预设截止频率的值，从而得到α轴磁链ψ_α和β轴磁链ψ_β，避免电动势出现积分漂移，确保对直轴电感计算的准确性。

在上述任一技术方案中，优选地，α轴补偿电动势e_αc的计算公式为：e_αc＝e_α+k₁×e_β，k₁表示补偿系数；β轴补偿电动势e_βc的计算公式为：e_βc＝e_β-k₁×e_α；预设截止频率为k₂×ω，其中ω表示凸极永磁同步电机的转速，k₂表示滤波系数。

在该技术方案中，利用上述公式将α轴反电动势e_α和β轴反电动势e_β之间进行补偿，利用预设截止频率对补偿后的α轴补偿电动势e_αc和β轴补偿电动势e_βc进行低通滤波。其中补偿系数和滤波的系数可根据需要进行设置，提高计算灵活性。

根据本发明的另一个方面，提出了一种凸极永磁同步电机的直轴电感的辨识装置，包括：存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于执行计算机程序以：按照最大转矩电流比方式控制凸极永磁同步电机，获取凸极永磁同步电机在αβ坐标系上的相电压和相电流；根据相电压、相电流以及凸极永磁同步电机的相电阻R_s，计算直轴电感L_d。

发明提供的凸极永磁同步电机的直轴电感的辨识装置，该辨识装置包括存储有计算机程序的存储器以及能够执行该计算机程序的处理器。在凸极永磁同步电机运行时，按照最大转矩电流比方式控制凸极永磁同步电机，令其d轴上的电流i_d为固定值，进而提高输出转矩，在此基础上获取凸极永磁同步电机在αβ坐标系上的相电压和相电流，以保证对后续直轴电感L_q的计算更加精准。进一步地，根据相电压、相电流以及相电阻R_s计算得到凸极永磁同步电机的直轴电感L_q。本发明采用的直轴电感辨识方法，能够在不影响电机的正常运行的情况下，对直轴电感进行在线辨识，提高辨识精度，从而确保电机控制系统设计的合理性，提高对凸极永磁同步电机的控制效果。

根据本发明的上述凸极永磁同步电机的直轴电感的辨识装置，还可以具有以下技术特征：

在上述技术方案中，优选地，处理器，具体用于执行计算机程序以：根据α轴相电压u_α、β轴相电压u_β、α轴相电流i_α、β轴相电流i_β以及相电阻R_s，计算α轴反电动势e_α和β轴反电动势e_β；对α轴反电动势e_α和β轴反电动势e_β进行电压补偿和低通滤波处理，得到α轴磁链ψ_α和β轴磁链ψ_β；根据α轴磁链ψ_α、β轴磁链ψ_β、α轴相电流i_α、β轴相电流i_β以及凸极永磁同步电机的交轴电感L_q，计算α轴磁链分量ψ_αr和β轴磁链分量ψ_βr；根据α轴磁链分量ψ_αr和β轴磁链分量ψ_βr，计算有效磁链ψ_A；根据有效磁链ψ_A和凸极永磁同步电机的永磁磁链ψ_f，计算直轴电感L_d。

在该技术方案中，在αβ坐标系上的相电压包括α轴相电压u_α、β轴相电压u_β，相电流包括α轴相电流i_α、β轴相电流i_β。首先根据α轴相电压u_α、β轴相电压u_β、α轴相电流i_α、β轴相电流i_β、相电阻R_s，计算得到α轴反电动势e_α和β轴反电动势e_β，对反电动势进行补偿和滤波后，得到α轴磁链ψ_α和β轴磁链ψ_β。进一步地，结合凸极永磁同步电机的交轴电感L_q，计算出α轴磁链分量ψ_αr和β轴磁链分量ψ_βr，再计算出有效磁链ψ_A。最后根据有效磁链ψ_A、永磁磁链ψ_f、d轴相电流i_d以及交轴电感L_q，计算直轴电感L_q，可实现对直轴电感的准确辨识，确保降低与直轴电感相关的电流环路控制等参数的变化程度，提高对凸极永磁同步电机的控制精度。

在上述任一技术方案中，优选地，α轴反电动势e_α的计算公式为：e_α＝u_α-R_s×i_α；β轴反电动势e_β的计算公式为：e_β＝u_β-R_s×i_β；α轴磁链分量ψ_αr的计算公式为：ψ_αr＝ψ_α-L_q×i_α；β轴磁链分量ψ_βr的计算公式为：ψ_βr＝ψ_β-L_q×i_β；有效磁链ψ_A的计算公式为：直轴电感L_d的计算公式为：i_d表示凸极永磁同步电机在dq坐标系上的d轴电流。

在该技术方案中，分别根据上述公式计算α轴反电动势e_α、β轴反电动势e_β、α轴磁链分量ψ_αr、β轴磁链分量ψ_βr、有效磁链ψ_A、直轴电感L_d，上述运算方法简单且易于实现，能够提高对直轴电感的辨识速度。

在上述任一技术方案中，优选地，处理器，具体用于执行计算机程序以：对α轴反电动势e_α和β轴反电动势e_β进行补偿，得到α轴补偿电动势e_αc和β轴补偿电动势e_βc；按照预设截止频率，对α轴补偿电动势e_αc和β轴补偿电动势e_βc进行低通滤波，得到α轴磁链ψ_α和β轴磁链ψ_β。

在该技术方案中，对α轴反电动势e_α和β轴反电动势e_β进行补偿，确保反电动势的有效性。进一步地，将α轴补偿电动势e_αc和β轴补偿电动势e_βc高于预设截止频率的值滤除，保留低于预设截止频率的值，从而得到α轴磁链ψ_α和β轴磁链ψ_β，避免电动势出现积分漂移，确保对直轴电感计算的准确性。

在上述任一技术方案中，优选地，α轴补偿电动势e_αc的计算公式为：e_αc＝e_α+k₁×e_β，k₁表示补偿系数；β轴补偿电动势e_βc的计算公式为：e_βc＝e_β-k₁×e_α；预设截止频率为k₂×ω，其中ω表示凸极永磁同步电机的转速，k₂表示滤波系数。

在该技术方案中，利用上述公式将α轴反电动势e_α和β轴反电动势e_β之间进行补偿，利用预设截止频率对补偿后的α轴补偿电动势e_αc和β轴补偿电动势e_βc进行低通滤波。其中补偿系数和滤波的系数可根据需要进行设置，提高计算灵活性。

根据本发明的再一个方面，提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述任一项的凸极永磁同步电机的直轴电感的辨识方法的步骤。

本发明提供的计算机可读存储介质，计算机程序被处理器执行时实现如上述任一技术方案所述的凸极永磁同步电机的直轴电感的辨识方法的步骤，因此该计算机可读存储介质包括上述任一技术方案所述的凸极永磁同步电机的直轴电感的辨识方法的全部有益效果。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1示出了本发明的一个实施例的凸极永磁同步电机的直轴电感的辨识方法的流程示意图；

图2示出了本发明的另一个实施例的凸极永磁同步电机的直轴电感的辨识方法的流程示意图；

图3示出了本发明的一个实施例的凸极永磁同步电机的直轴电感的辨识装置的示意图；

图4示出了本发明的一个具体实施例的凸极永磁同步电机控制系统各模块连接图；

图5示出了本发明的一个具体实施例的凸极永磁同步电机直轴电感的辨识方法的流程图。

其中，图4中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

402交流电源模块，404整流模块，406直流母线模块，408IPM模块，410MCU模块，412凸极永磁同步电机。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不限于下面公开的具体实施例的限制。

本发明第一方面的实施例，提出一种凸极永磁同步电机的直轴电感的辨识方法，图1示出了本发明的一个实施例的凸极永磁同步电机的直轴电感的辨识方法的流程示意图。其中，该方法包括：

步骤102，按照最大转矩电流比方式控制凸极永磁同步电机，获取凸极永磁同步电机在αβ坐标系上的相电压和相电流；

步骤104，根据相电压、相电流以及凸极永磁同步电机的相电阻R_s，计算直轴电感L_d。

发明提供的凸极永磁同步电机的直轴电感的辨识方法，在凸极永磁同步电机运行时，按照最大转矩电流比方式控制凸极永磁同步电机，令其d轴上的电流i_d为固定值，进而提高输出转矩，在此基础上获取凸极永磁同步电机在αβ坐标系上的相电压和相电流，以保证对后续直轴电感L_q的计算更加精准。进一步地，根据相电压、相电流以及相电阻R_s计算得到凸极永磁同步电机的直轴电感L_q。本发明采用的直轴电感辨识方法，能够在不影响电机的正常运行的情况下，对直轴电感进行在线辨识，提高辨识精度，从而确保电机控制系统设计的合理性，提高对凸极永磁同步电机的控制效果。

计算出新的直轴电感L_q后对原直轴电感L_q进行更新，以便根据更新后的直轴电感L_q设计凸极永磁同步电机的相关参数，进而根据参数控制凸极永磁同步电机。

图2示出了本发明的另一个实施例的凸极永磁同步电机的直轴电感的辨识方法的流程示意图。其中，该方法包括：

步骤202，按照最大转矩电流比方式控制凸极永磁同步电机，获取凸极永磁同步电机在αβ坐标系上的相电压和相电流；

步骤204，根据α轴相电压u_α、β轴相电压u_β、α轴相电流i_α、β轴相电流i_β以及相电阻R_s，计算α轴反电动势e_α和β轴反电动势e_β；

步骤206，对α轴反电动势e_α和β轴反电动势e_β进行电压补偿和低通滤波处理，得到α轴磁链ψ_α和β轴磁链ψ_β；

步骤208，根据α轴磁链ψ_α、β轴磁链ψ_β、α轴相电流i_α、β轴相电流i_β以及凸极永磁同步电机的交轴电感L_q，计算α轴磁链分量ψ_αr和β轴磁链分量ψ_βr；

步骤210，根据α轴磁链分量ψ_αr和β轴磁链分量ψ_βr，计算有效磁链ψ_A；

步骤212，根据有效磁链ψ_A和凸极永磁同步电机的永磁磁链ψ_f，计算直轴电感L_d。

其中，α轴反电动势e_α、β轴反电动势e_β的计算公式为：

α轴磁链分量ψ_αr、β轴磁链分量ψ_βr的计算公式为：

有效磁链ψ_A的计算公式为：

直轴电感L_d的计算公式为：

i_d表示凸极永磁同步电机在dq坐标系上的d轴电流。

在该实施例中，在αβ坐标系上的相电压包括α轴相电压u_α、β轴相电压u_β，相电流包括α轴相电流i_α、β轴相电流i_β。首先根据α轴相电压u_α、β轴相电压u_β、α轴相电流i_α、β轴相电流i_β、相电阻R_s，计算得到α轴反电动势e_α和β轴反电动势e_β，对反电动势进行补偿和滤波后，得到α轴磁链ψ_α和β轴磁链ψ_β。进一步地，结合凸极永磁同步电机的交轴电感L_q，计算出α轴磁链分量ψ_αr和β轴磁链分量ψ_βr，再计算出有效磁链ψ_A。最后根据有效磁链ψ_A、永磁磁链ψ_f、d轴相电流i_d以及交轴电感L_q，计算直轴电感L_q，可实现对直轴电感的准确辨识，确保降低与直轴电感相关的电流环路控制等参数的变化程度，提高对凸极永磁同步电机的控制精度。分别根据上述公式计算α轴反电动势e_α、β轴反电动势e_β、α轴磁链分量ψ_αr、β轴磁链分量ψ_βr、有效磁链ψ_A、直轴电感L_d，上述运算方法简单且易于实现，能够提高对直轴电感的辨识速度。

优选地，步骤206中，对α轴反电动势e_α和β轴反电动势e_β进行电压补偿和低通滤波处理，得到α轴磁链ψ_α和β轴磁链ψ_β的步骤，具体包括：对α轴反电动势e_α和β轴反电动势e_β进行补偿，得到α轴补偿电动势e_αc和β轴补偿电动势e_βc；按照预设截止频率，对α轴补偿电动势e_αc和β轴补偿电动势e_βc进行低通滤波，得到α轴磁链ψ_α和β轴磁链ψ_β。

其中，α轴补偿电动势e_αc、β轴补偿电动势e_βc的计算公式为：

k₁表示补偿系数，为正值；

预设截止频率为k₂×ω，ω表示凸极永磁同步电机的转速，k₂表示滤波系数。

在该实施例中，对α轴反电动势e_α和β轴反电动势e_β进行补偿，确保反电动势的有效性。进一步地，将α轴补偿电动势e_αc和β轴补偿电动势e_βc高于预设截止频率的值滤除，保留低于预设截止频率的值，从而得到α轴磁链ψ_α和β轴磁链ψ_β，避免电动势出现积分漂移，确保对直轴电感计算的准确性。利用上述公式将α轴反电动势e_α和β轴反电动势e_β之间进行补偿，利用预设截止频率对补偿后的α轴补偿电动势e_αc和β轴补偿电动势e_βc进行低通滤波。其中补偿系数和滤波的系数可根据需要进行设置，提高计算灵活性。

需要说明的是，补偿和滤波的步骤顺序不作限制，可先进行补偿再进行滤波，也可以先进行滤波再进行补偿。

本发明第二方面的实施例，提出一种凸极永磁同步电机的直轴电感的辨识装置，图3示出了本发明的一个实施例的凸极永磁同步电机的直轴电感的辨识装置30的示意图。其中，该装置30包括：

存储器302，用于存储计算机程序；

处理器304，用于执行计算机程序以：

按照最大转矩电流比方式控制凸极永磁同步电机，获取凸极永磁同步电机在αβ坐标系上的相电压和相电流；根据相电压、相电流以及凸极永磁同步电机的相电阻R_s，计算直轴电感L_d。

发明提供的凸极永磁同步电机的直轴电感的辨识装置30，该辨识装置30包括存储有计算机程序的存储器302以及能够执行该计算机程序的处理器304。在凸极永磁同步电机运行时，按照最大转矩电流比方式控制凸极永磁同步电机，令其d轴上的电流i_d为固定值，进而提高输出转矩，在此基础上获取凸极永磁同步电机在αβ坐标系上的相电压和相电流，以保证对后续直轴电感L_q的计算更加精准。进一步地，根据相电压、相电流以及相电阻R_s计算得到凸极永磁同步电机的直轴电感L_q。本发明采用的直轴电感辨识方法，能够在不影响电机的正常运行的情况下，对直轴电感进行在线辨识，提高辨识精度，从而确保电机控制系统设计的合理性，提高对凸极永磁同步电机的控制效果。

计算出新的直轴电感L_q后对原直轴电感L_q进行更新，以便根据更新后的直轴电感L_q设计凸极永磁同步电机的相关参数，进而根据参数控制凸极永磁同步电机。

优选地，处理器304，具体用于执行计算机程序以：根据α轴相电压u_α、β轴相电压u_β、α轴相电流i_α、β轴相电流i_β以及相电阻R_s，计算α轴反电动势e_α和β轴反电动势e_β；对α轴反电动势e_α和β轴反电动势e_β进行电压补偿和低通滤波处理，得到α轴磁链ψ_α和β轴磁链ψ_β；根据α轴磁链ψ_α、β轴磁链ψ_β、α轴相电流i_α、β轴相电流i_β以及凸极永磁同步电机的交轴电感L_q，计算α轴磁链分量ψ_αr和β轴磁链分量ψ_βr；根据α轴磁链分量ψ_αr和β轴磁链分量ψ_βr，计算有效磁链ψ_A；根据有效磁链ψ_A和凸极永磁同步电机的永磁磁链ψ_f，计算直轴电感L_d。

其中，α轴反电动势e_α、β轴反电动势e_β的计算公式为：

α轴磁链分量ψ_αr、β轴磁链分量ψ_βr的计算公式为：

有效磁链ψ_A的计算公式为：

直轴电感L_d的计算公式为：

i_d表示凸极永磁同步电机在dq坐标系上的d轴电流。

在该实施例中，在αβ坐标系上的相电压包括α轴相电压u_α、β轴相电压u_β，相电流包括α轴相电流i_α、β轴相电流i_β。首先根据α轴相电压u_α、β轴相电压u_β、α轴相电流i_α、β轴相电流i_β、相电阻R_s，计算得到α轴反电动势e_α和β轴反电动势e_β，对反电动势进行补偿和滤波后，得到α轴磁链ψ_α和β轴磁链ψ_β。进一步地，结合凸极永磁同步电机的交轴电感L_q，计算出α轴磁链分量ψ_αr和β轴磁链分量ψ_βr，再计算出有效磁链ψ_A。最后根据有效磁链ψ_A、永磁磁链ψ_f、d轴相电流i_d以及交轴电感L_q，计算直轴电感L_q，可实现对直轴电感的准确辨识，确保降低与直轴电感相关的电流环路控制等参数的变化程度，提高对凸极永磁同步电机的控制精度。分别根据上述公式计算α轴反电动势e_α、β轴反电动势e_β、α轴磁链分量ψ_αr、β轴磁链分量ψ_βr、有效磁链ψ_A、直轴电感L_d，上述运算方法简单且易于实现，能够提高对直轴电感的辨识速度。

优选地，处理器304，具体用于执行计算机程序以：对α轴反电动势e_α和β轴反电动势e_β进行补偿，得到α轴补偿电动势e_αc和β轴补偿电动势e_βc；按照预设截止频率，对α轴补偿电动势e_αc和β轴补偿电动势e_βc进行低通滤波，得到α轴磁链ψ_α和β轴磁链ψ_β。

其中，α轴补偿电动势e_αc、β轴补偿电动势e_βc的计算公式为：

k₁表示补偿系数，为正值；

预设截止频率为k₂×ω，ω表示凸极永磁同步电机的转速，k₂表示滤波系数。

在该实施例中，对α轴反电动势e_α和β轴反电动势e_β进行补偿，确保反电动势的有效性。进一步地，将α轴补偿电动势e_αc和β轴补偿电动势e_βc高于预设截止频率的值滤除，保留低于预设截止频率的值，从而得到α轴磁链ψ_α和β轴磁链ψ_β，避免电动势出现积分漂移，确保对直轴电感计算的准确性。利用上述公式将α轴反电动势e_α和β轴反电动势e_β之间进行补偿，利用预设截止频率对补偿后的α轴补偿电动势e_αc和β轴补偿电动势e_βc进行低通滤波。其中补偿系数和滤波的系数可根据需要进行设置，提高计算灵活性。

需要说明的是，补偿和滤波的顺序不作限制，可先进行补偿再进行滤波，也可以先进行滤波再进行补偿。

图4示出了本发明的一个具体实施例的凸极永磁同步电机控制系统各模块连接图。其中，凸极永磁同步电机控制系统包括：

交流电源模块402，用于给整流模块404提供交流电；

整流模块404，其输入端与交流电源模块402相连，对交流电进行整流以获得直流电；

直流母线模块406，其输入端与整流模块404的输出端相连，对直流电进行滤波得到滤波后直流电；

IPM(Intelligent Power Module，智能功率模块)模块408，其功率输入端与直流母线模块406输出端相连，由直流母线模块406提供滤波后直流电；

MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)模块410，与IPM模块408相连，控制IPM模块408全部六个开关管的状态；

凸极永磁同步电机412，与IPM模块408的功率输出端相连，由IPM模块408驱动其转动。

凸极永磁同步电机控制系统具有直轴电感辨识功能，MCU模块410中具有直轴电感辨识模块，可执行计算机程序，执行计算机程序时实现如图5所示的辨识方法，图5中凸极永磁同步电机直轴电感辨识方法的具体实现过程如下：

S1：对电机进行MTPA(Maximum Torque Per Ampere，最大转矩电流比)控制，之后跳转到S2；

S2：获得电机在αβ坐标系上的相电压u_α、u_β和相电流i_α、i_β，之后跳转到S3；

S3：根据相电压u_α、u_β和相电流i_α、i_β以及定子相电阻R_s得到反电动势e_α、e_β，之后跳转到S4；

S4：对反电动势e_α、e_β进行补偿得到e_αc、e_βc，并跳转到S5；

S5：对e_αc、e_βc进行低通滤波得到ψ_α、ψ_β，并跳转到S6；

S6：根据ψ_α、ψ_β和i_α、i_β以及电机的交轴电感L_q计算得到ψ_αr、ψ_βr，之后跳转到S7；

S7：根据ψ_αr、ψ_βr计算得到有效磁链ψ_A，并跳转到S8；

S8：根据有效磁链ψ_A计算得到电机的直轴电感L_d。

本发明第三方面的实施例，提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述任一项的凸极永磁同步电机的直轴电感的辨识方法的步骤。

本发明提供的计算机可读存储介质，计算机程序被处理器执行时实现如上述任一实施例所述的凸极永磁同步电机的直轴电感的辨识方法的步骤，因此该计算机可读存储介质包括上述任一实施例所述的凸极永磁同步电机的直轴电感的辨识方法的全部有益效果。

在本说明书的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，除非另有明确的规定和限定；术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种凸极永磁同步电机的直轴电感的辨识方法，其特征在于，包括：

按照最大转矩电流比方式控制所述凸极永磁同步电机，获取所述凸极永磁同步电机在αβ坐标系上的相电压和相电流；

根据所述相电压、所述相电流以及所述凸极永磁同步电机的相电阻R_s，计算所述直轴电感L_d。

2.根据权利要求1所述的凸极永磁同步电机的直轴电感的辨识方法，其特征在于，所述根据所述相电压、所述相电流以及所述凸极永磁同步电机的相电阻R_s，计算所述直轴电感L_d的步骤，具体包括：

根据α轴相电压u_α、β轴相电压u_β、α轴相电流i_α、β轴相电流i_β以及所述相电阻R_s，计算α轴反电动势e_α和β轴反电动势e_β；

对所述α轴反电动势e_α和所述β轴反电动势e_β进行电压补偿和低通滤波处理，得到α轴磁链ψ_α和β轴磁链ψ_β；

根据所述α轴磁链ψ_α、所述β轴磁链ψ_β、所述α轴相电流i_α、所述β轴相电流i_β以及所述凸极永磁同步电机的交轴电感L_q，计算α轴磁链分量ψ_αr和β轴磁链分量ψ_βr；

根据所述α轴磁链分量ψ_αr和所述β轴磁链分量ψ_βr，计算有效磁链ψ_A；

根据所述有效磁链ψ_A和所述凸极永磁同步电机的永磁磁链，计算所述直轴电感L_d。

3.根据权利要求2所述的凸极永磁同步电机的直轴电感的辨识方法，其特征在于，

所述α轴反电动势e_α的计算公式为：e_α＝u_α-R_s×i_α；

所述β轴反电动势e_β的计算公式为：e_β＝u_β-R_s×i_β；

所述α轴磁链分量ψ_αr的计算公式为：ψ_αr＝ψ_α-L_q×i_α；

所述β轴磁链分量ψ_βr的计算公式为：ψ_βr＝ψ_β-L_q×i_β；

所述有效磁链ψ_A的计算公式为：

所述直轴电感L_d的计算公式为：i_d表示所述凸极永磁同步电机在dq坐标系上的d轴电流。

4.根据权利要求2或3所述的凸极永磁同步电机的直轴电感的辨识方法，其特征在于，所述对所述α轴反电动势e_α和所述β轴反电动势e_β进行电压补偿和低通滤波处理，得到α轴磁链ψ_α和β轴磁链ψ_β的步骤，具体包括：

对所述α轴反电动势e_α和所述β轴反电动势e_β进行补偿，得到α轴补偿电动势e_αc和β轴补偿电动势e_βc；

按照预设截止频率，对所述α轴补偿电动势e_αc和所述β轴补偿电动势e_βc进行低通滤波，得到所述α轴磁链ψ_α和所述β轴磁链ψ_β。

5.根据权利要求4所述的凸极永磁同步电机的直轴电感的辨识方法，其特征在于，

所述α轴补偿电动势e_αc的计算公式为：e_αc＝e_α+k₁×e_β，k₁表示补偿系数；

所述β轴补偿电动势e_βc的计算公式为：e_βc＝e_β-k₁×e_α；

所述预设截止频率为k₂×ω，其中ω表示所述凸极永磁同步电机的转速，k₂表示滤波系数。

6.一种凸极永磁同步电机的直轴电感的辨识装置，其特征在于，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序以：

按照最大转矩电流比方式控制所述凸极永磁同步电机，获取所述凸极永磁同步电机在αβ坐标系上的相电压和相电流；

根据所述相电压、所述相电流以及所述凸极永磁同步电机的相电阻R_s，计算所述直轴电感L_d。

7.根据权利要求6所述的凸极永磁同步电机的直轴电感的辨识装置，其特征在于，所述处理器，具体用于执行所述计算机程序以：

根据α轴相电压u_α、β轴相电压u_β、α轴相电流i_α、β轴相电流i_β以及所述相电阻R_s，计算α轴反电动势e_α和β轴反电动势e_β；

对所述α轴反电动势e_α和所述β轴反电动势e_β进行电压补偿和低通滤波处理，得到α轴磁链ψ_α和β轴磁链ψ_β；

根据所述α轴磁链ψ_α、所述β轴磁链ψ_β、所述α轴相电流i_α、所述β轴相电流i_β以及所述凸极永磁同步电机的交轴电感L_q，计算α轴磁链分量ψ_αr和β轴磁链分量ψ_βr；

根据所述α轴磁链分量ψ_αr和所述β轴磁链分量ψ_βr，计算有效磁链ψ_A；

根据所述有效磁链ψ_A和所述凸极永磁同步电机的永磁磁链ψ_f，计算所述直轴电感L_d。

8.根据权利要求7所述的凸极永磁同步电机的直轴电感的辨识装置，其特征在于，

所述α轴反电动势e_α的计算公式为：e_α＝u_α-R_s×i_α；

所述β轴反电动势e_β的计算公式为：e_β＝u_β-R_s×i_β；

所述α轴磁链分量ψ_αr的计算公式为：ψ_αr＝ψ_α-L_q×i_α；

所述β轴磁链分量ψ_βr的计算公式为：ψ_βr＝ψ_β-L_q×i_β；

所述有效磁链ψ_A的计算公式为：

所述直轴电感L_d的计算公式为：i_d表示所述凸极永磁同步电机在dq坐标系上的d轴电流。

9.根据权利要求7或8所述的凸极永磁同步电机的直轴电感的辨识装置，其特征在于，所述处理器，具体用于执行所述计算机程序以：

对所述α轴反电动势e_α和所述β轴反电动势e_β进行补偿，得到α轴补偿电动势e_αc和β轴补偿电动势e_βc；

按照预设截止频率，对所述α轴补偿电动势e_αc和所述β轴补偿电动势e_βc进行低通滤波，得到所述α轴磁链ψ_α和所述β轴磁链ψ_β。

10.根据权利要求9所述的凸极永磁同步电机的直轴电感的辨识装置，其特征在于，

所述α轴补偿电动势e_αc的计算公式为：e_αc＝e_α+k₁×e_β，k₁表示补偿系数；

所述β轴补偿电动势e_βc的计算公式为：e_βc＝e_β-k₁×e_α；

所述预设截止频率为k₂×ω，其中ω表示所述凸极永磁同步电机的转速，k₂表示滤波系数。

11.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5中任一项所述的凸极永磁同步电机的直轴电感的辨识方法的步骤。