CN113691181B - 电机电感检测方法、装置以及电机控制器、存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种电机电感检测方法、装置以及电机控制器、存储介质，其中，方法包括：以预设的直轴电流及交轴电流驱动目标电机运行；在第一预设时间间隔后，向直轴电流注入第一扰动信号，并获取第一电流幅值；在第二预设的时间间隔后，向交轴电流注入第二扰动信号，并获取第二电流幅值；在第三预设的时间间隔后，向目标电机的驱动电路中注入第三扰动信号，并获取第三电流幅值；根据第一电流幅值、第二电流幅值、第三电流幅值及第三扰动信号的幅值和频率，计算目标电机的增量电感。该方法在目标电机驱动电路的三个不同位置分别注入扰动信号，通过扰动信号计算增量电感，从而实现增量电感的现场检测，有利于提高增量电感的检测准确性。

Description

电机电感检测方法、装置以及电机控制器、存储介质

技术领域

本发明涉及电机技术领域，尤其涉及一种电机电感检测方法、装置以及电机控制器、存储介质。

背景技术

永磁同步电机或同步磁阻电机具有功率密度大、效率高的优点，在家用电器和电动汽车中得到了广泛应用。在同步磁阻电机和永磁同步电机的应用中，电机的电流和磁链之间具有强的非线性关联，其中磁饱和和交互磁化效应十分突出。电机的直轴磁通链和交轴磁通链分别随着直轴电流和交轴电流而变化，但是由于直轴和交轴正交耦合磁化的影响，直轴磁通链会随着交轴电流而变化，交轴磁通链会随着直轴电流而变化。其中，直轴磁通链和交轴磁通链分别相对于直轴电流和交轴电流的变化率即为电机工作点的直轴和交轴增量电感，直轴磁通量相对于交轴电流以及交轴磁通量相对于直轴电流的变化率为直轴和交轴交互耦合效应的增量电感。

对于电机正确的闭环控制尤其是基于电机凸极性的无速度传感器控制而言，掌握电机任意工作点的增量电感是至关重要的。

相关技术中，增量电感可以预先依据电机的磁路模型进行有限元仿真获得，但是由于电机装配误差以及现场使用条件的变化，导致获得的增量电感准确性大大降低。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的第一个目的在于提出一种电机电感检测方法，以在目标电机驱动电路的三个不同位置分别注入扰动信号，通过扰动信号计算增量电感，从而实现增量电感的现场检测，有利于提高增量电感的检测准确性。

本发明的第二个目的在于提出一种电机电感检测装置。

本发明的第三个目的在于提出一种电机控制器。

本发明的第四个目的在于提出一种可读存储介质。

为达上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种电机电感检测方法，包括：以预设的直轴电流及交轴电流驱动目标电机运行；在第一预设时间间隔后，向所述直轴电流注入第一扰动信号，并获取所述第一扰动信号对应的第一电流幅值；在第二预设的时间间隔后，向所述交轴电流注入第二扰动信号，并获取所述第二扰动信号对应的第二电流幅值；在第三预设的时间间隔后，向所述目标电机的驱动电路中注入第三扰动信号，并获取所述第三扰动信号对应的第三电流幅值，其中，第三扰动信号为正交的正弦信号；根据所述第一电流幅值、第二电流幅值、第三电流幅值及所述第三扰动信号的幅值和频率，计算所述目标电机在所述预设的直轴电流及交轴电流下的增量电感。

根据本发明实施例的电机电感检测方法，首先，以预设的直轴电流及交轴电流驱动目标电机运行，然后，在第一预设时间间隔后，向直轴电流注入第一扰动信号，并获取第一扰动信号对应的第一电流幅值；在第二预设的时间间隔后，向交轴电流注入第二扰动信号，并获取第二扰动信号对应的第二电流幅值；在第三预设时间间隔后，向目标电机的驱动电路中注入第三扰动信号，并获取第三扰动信号对应的第三电流幅值，其中，第三扰动信号为正交的正弦信号；最后，根据第一电流幅值、第二电流幅值、第三电流幅值及第三扰动信号的幅值和频率，计算目标电机在预设的直轴电流及交轴电流下的增量电感。由此，该方法在目标电机驱动电路的三个不同位置分别注入扰动信号，通过扰动信号计算增量电感，从而实现了增量电感的现场检测，有利于提高增量电感的检测准确性。

另外，根据本发明上述实施例的电机电感检测方法还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述以预设的直轴电流及交轴电流驱动目标电机运行之前，还包括：将所述目标电机的转轴固定。

根据本发明的一个实施例，所述第一扰动信号的频率为f，其中，所述获取所述第一扰动信号对应的第一电流幅值，包括：获取注入所述第一扰动信号后，所述目标电机驱动电流中频率为f的直轴电流分量幅值。

根据本发明的一个实施例，在所述以预设的直轴电流及交轴电流驱动目标电机运行之前，还包括：根据所述目标电机的工作特性，确定所述预设的直轴电流及交轴电流。

根据本发明的一个实施例，在所述向所述交轴电流注入第二扰动信号之前，还包括：将所述第一扰动信号置零；在所述向所述目标电机的驱动电路中注入第三扰动信号之前，还包括：将所述第二扰动信号置零。

根据本发明的一个实施例，所述根据所述第一电流幅值、第二电流幅值、第三电流幅值及所述第三扰动信号的幅值和频率，计算所述目标电机当前的电感，包括：

根据计算所述目标电机当前的直轴电感；

根据计算所述目标电机当前的直轴电感；

根据计算所述目标电机当前的交互耦合增量电感；

其中，V_h为所述第三扰动信号的幅值，ω_h为所述第三扰动信号的频率，I₁为所述第一电流幅值，I₂为所述第二电流幅值，I_p为所述第三电流幅值中的正序分量，I_n为所述第三电流幅值中的负序分量。

根据本发明的一个实施例，所述电机电感检测方法，还包括：将所述目标电机的驱动电流中的直轴分量及交轴分量，分别进行低通滤波处理，获取直轴电流反馈量及交轴电流反馈量；将所述直轴电流反馈量及所述交轴电流反馈量，分别反馈至预设的直轴电流输入端及交轴电流输入端。

为达上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种电机电感检测装置，包括：驱动模块，用于以预设的直轴电流及交轴电流驱动目标电机运行；第一处理模块，用于在第一预设时间间隔后，向所述驱动模块的直轴电流中注入第一扰动信号，并从所述驱动模块的输出端获取所述第一扰动信号对应的第一电流幅值；第二处理模块，用于在第二预设的时间间隔后，向所述驱动模块的交轴电流注入第二扰动信号，并从所述驱动模块的输出端获取所述第二扰动信号对应的第二电流幅值；第三处理模块，用于在第三预设的时间间隔后，向所述目标电机的驱动电路中注入第三扰动信号，并从所述驱动模块的输出端获取所述第三扰动信号对应的第三电流幅值，其中，第三扰动信号为正交的正弦信号；计算模块，用于根据所述第一电流幅值、第二电流幅值、第三电流幅值及第三扰动信号的幅值和频率，计算目标电机在预设的直轴电流及交轴电流下的增量电感。

根据本发明实施例的电机电感检测装置，通过驱动模块以预设的直轴电流及交轴电流驱动目标电机运行；通过第一处理模块在第一预设时间间隔后，向驱动模块的直轴电流中注入第一扰动信号，并从驱动模块的输出端获取第一扰动信号对应的第一电流幅值；通过第二处理模块在第二预设的时间间隔后，向驱动模块的交轴电流注入第二扰动信号，并从驱动模块的输出端获取第二扰动信号对应的第二电流幅值；以及通过第三处理模块在第三预设的时间间隔后，向目标电机的驱动电路中注入第三扰动信号，并从驱动模块的输出端获取第三扰动信号对应的第三电流幅值，其中，第三扰动信号为正交的正弦信号；通过计算模块根据第一电流幅值、第二电流幅值、第三电流幅值及第三扰动信号的幅值和频率，计算目标电机在预设的直轴电流及交轴电流下的增量电感。由此，该装置在目标电机驱动电路的三个不同位置分别注入扰动信号，通过扰动信号计算增量电感，从而实现增量电感的现场检测，有利于提高增量电感的检测准确性。

另外，根据本发明上述实施例的电机电感检测装置还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述第一处理模块，还用于在所述第二处理模块所述向所述交轴电流注入第二扰动信号之前，将所述第一扰动信号置零；所述第二处理模块，还用于在所述第三处理模块向所述目标电机的驱动电路中注入第三扰动信号之前，将所述第二扰动信号置零。

为达上述目的，本发明第三方面实施提出了一种电机控制器，包括本发明第二方面实施例所提出的电机电感检测装置。

本发明实施例的电机控制器，通过本发明实施例的电机电感检测装置，能够通过在目标电机驱动电路的三个不同位置分别注入的扰动信号，计算增量电感，从而实现增量电感的现场检测，有利于提高增量电感的检测准确性。

为达上述目的，本发明第四方面实施提出了一种可读存储介质，其上存储有电机电感检测程序，该程序被处理器执行时，实现本发明第一方面实施例所提出的电机电感检测方法。

本发明实施例的可读存储介质，在其上存储的电机电感检测程序被处理器执行时，能够通过在目标电机驱动电路的三个不同位置分别注入的扰动信号，计算增量电感，从而实现增量电感的现场检测，有利于提高增量电感的检测准确性。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的电机电感检测方法的流程图；

图2是根据本发明一个实施例的目标电机的驱动原理图；

图3是根据本发明实施例的电机电感检测装置的结构框图；

图4是根据本发明一个实施例的电机电感检测装置的结构示意图；

图5是根据本发明实施例的电机控制器的结构框图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图描述本发明实施例的电机电感检测方法、装置以及电机控制器、存储介质。

需要说明的是，在该实施例中，可定义两相静止坐标系α-β，在电机转子上建立一个两相旋转坐标系d-q，进而该坐标系d-q与转子同步转动，d轴(直轴)即为转子磁场的方向、q轴(交轴)即为垂直于转子磁场的方向。该实施例中的电机电感检测方法、装置以及电机控制器可适用于永磁同步电机和同步磁阻电机。

图1是根据本发明实施例的电机电感检测方法的流程图。

如图1所示，该方法包括以下步骤：

S101，以预设的直轴电流及交轴电流驱动目标电机运行。

具体地，分别给直轴和交轴施加预设的直轴电流i_d ^*和交轴电流i_q ^*，以使目标电机产生驱动转矩。具体而言，如图2所示，可将预设的直轴电流i_d ^*进行PI(ProportionalIntegral，比例积分)调节以输出直轴电压u_d ^*、将预设的交轴电流i_q ^*进行PI调节以输出交轴电压u_q ^*，将该直轴电压u_d ^*和交轴电压u_q ^*进行派克逆变换(PARK^-1变换)得到α、β轴分别对应的电压u_α ^*、u_β ^*，根据电压u_α ^*和u_β ^*采用空间矢量调制技术对目标电机进行控制，以驱动目标电机运行，并开始进行计时。

S102，在第一预设时间间隔后，向直轴电流注入第一扰动信号，并获取第一扰动信号对应的第一电流幅值。其中，第一扰动信号可以是高频正弦电压信号。

具体地，参照图2，在计时时间达到第一预设时间时，将第一扰动信号注入直轴电流对应的PI调节器的输出端，即将第一高频正弦电压u_dh ^*叠加到直轴电压u_d ^*上。之后，该高频正弦电压u_dh ^*经过派克逆变换、空间电压矢量调制后，转换为目标电机的驱动电压，以驱动目标电机运行。本申请实施例中，可以通过对采样的目标电机的驱动电流进行解析处理，以确定其中的高频电流信号幅值，即第一电流幅值。

其中，第一预设时间间隔的设置是为了保证目标电机的实际的直轴电流及交轴电流达到步骤S101中的预设的直轴电流i_d ^*和预设的交轴电流i_q ^*，可根据PI调节的参数(比例参数、积分参数)确定第一预设时间。

S103，在第二预设的时间间隔后，向交轴电流注入第二扰动信号，并获取第二扰动信号对应的第二电流幅值。其中，第二扰动信号可以是高频正弦电压信号。

具体地，参照图2，在计时时间达到第二预设时间时，将第二扰动信号注入交轴电流对应的PI调节器的输出端，即将第二高频正弦电压u_qh ^*叠加到交轴电压u_q ^*上。之后，该高频正弦电压u_qh ^*依次经过派克逆变换、空间电压矢量调制后，转换为目标电机的驱动电压，以驱动目标电机运行。其中，第二预设时间间隔的设置是为了保证已可靠获取到第一电流幅值。通常情况下，在加入扰动信号后的几个周期内，电机的驱动电流就可以达到稳定，因此，第二预设的时间间隔，可以根据扰动信号的周期设置，比如为3个扰动信号周期长、或者为5个扰动信号周期长、或者为6个扰动信号周期长等等，本申请对此不做限定。

该实施例中，可以通过对采样的电机的驱动电流进行解析处理，以确定其中的高频电流信号幅值，即第二电流幅值。

其中，第二高频正弦电压u_qh ^*可以和第一高频正弦电压u_dh ^*相等。

S104，在第三预设的时间间隔后，向目标电机的驱动电路中注入第三扰动信号，并获取第三扰动信号对应的第三电流幅值，其中，第三扰动信号为正交的高频正弦旋转电压信号。

具体地，在计时时间达到第三预设时间时，将第三扰动信号注入目标电机的驱动电路，即将高频正弦旋转电压u_αh ^*和u_βh ^*叠加到电压u_α ^*和u_β ^*上。之后，该高频正弦旋转电压u_αh ^*和u_βh ^*依次经过空间电压矢量调制后转换为目标电机的驱动电压，以驱动目标电机运行，可以通过对采样的目标电机的驱动电流进行解析处理，以确定其中的高频电流信号幅值，即为第三电流幅值，其中，第三电流幅值包括正序分量I_p和负序分量I_n。

S105，根据第一电流幅值、第二电流幅值、第三电流幅值及第三扰动信号的幅值和频率，计算目标电机在预设的直轴电流及交轴电流下的增量电感。其中，增量电感包括直轴的增量电感、交轴的增量电感以及交互耦合增量电感。

具体地，根据第一电流幅值I₁、第二电流幅值i₁、第三电流幅值的正序分量I_p和负序分量I_n、第三扰动信号的幅值V_h和频率ω_h，计算目标电机在预设的直轴电流i_d ^*及交轴电流i_q ^*下的直轴的增量电感、交轴的增量电感以及交互耦合增量电感。

一般而言，在步骤S102、步骤S103、步骤S104中，在注入高频电压信号几个周期后电流响应就可以达到稳定，此时即可获取对应的电流幅值。可以理解的是，分别在步骤S102中获得第一电流幅值后、步骤S103中获得第二电流幅值后、以及步骤S104中获得第三电流幅值的正序分量及负序分量后，可将第一电流幅值、第二电流幅值和第三电流幅值的正序分量及负序分量存储于存储器中，以在实施步骤S105中进行调用。

本发明实施例的电机电感检测方法，相较于相关技术中通过磁路模型来检测增量电感的方案，能够在目标电机的运行现场实现增量电感的检测，进而有利于避免电机装配误差以及现场使用条件导致的增量电感的检测准确度降低的现象。

由此，该方法在目标电机驱动电路的三个不同位置分别注入扰动信号，通过扰动信号计算增量电感，从而实现增量电感的现场检测，有利于提高增量电感的检测准确性。

在本发明的一个实施例中，以预设的直轴电流及交轴电流驱动目标电机运行之前，即在实施上述步骤S101之前，还可包括：将目标电机的转轴固定。

具体地，由于目标电机的电感检测(自调试)在其静止的情况下进行，因此需要在目标电机产生驱动转矩(即i_d ^*≠0、i_q ^*≠0，且i_d ^*≠i_q ^*)前，就将目标电机的转轴通过机械装置固定在任意的角度，使得目标电机不会因为工作点的改变而发生转动，从而有利于后续的电感检测。

在本发明的一个实施例中，第一扰动信号的频率可为f，相应的，步骤S102中的获取第一扰动信号对应的第一电流幅值，包括：获取注入第一扰动信号后，目标电机驱动电流中频率为f的直轴电流分量幅值。

具体地，第一扰动信号的频率f为高频(1000Hz～2000Hz)，在注入第一扰动信号之前，目标电机的直轴驱动电流中没有高频电流，因此，在注入第一扰动信号后获取驱动电流中频率为高频f的直轴电流分量幅值，即为第一电流幅值。

类似地，第二扰动信号的频率也为高频，在注入第二扰动信号之前，目标电机的交轴驱动电流中没有高频电流，因此，在注入第一扰动信号后获取驱动电流中频率为高频的交轴电流分量幅值，即可获取到第二电流幅值。

在本发明的一个实施例中，在以预设的直轴电流及交轴电流驱动目标电机运行之前，即在实施上述步骤S101之前，还可包括：根据目标电机的工作特性，确定预设的直轴电流及交轴电流。

具体地，根据目标电机的工作特性可知，在目标电机运行时，目标电机的不同工作点对应不同的直轴电流和交轴电流，因此为了确保以预设的直轴电流及交轴电流驱动目标电机时，目标电机能够正常运行，可以根据目标电机的工作特性确定预设的直轴电流和交轴电流。

在本发明的一个实施例中，在上述步骤S103中的向交轴电流注入第二扰动信号之前，还可包括：将第一扰动信号置零；相应的，在上述步骤S104中的向目标电机的驱动电路中注入第三扰动信号之前，还包括：将第二扰动信号置零。

具体地，在第二预设的时间间隔后，为了避免第一扰动信号对第二扰动信号的影响，需将第一扰动信号置零后注入第二扰动信号；在第三预设的时间间隔后，为了避免第二扰动信号对第三扰动信号的影响，需将第二扰动信号置零后注入第三扰动信号。

在本发明的一个示例中，根据第一电流幅值、第二电流幅值、第三电流幅值及第三扰动信号的幅值和频率，计算目标电机当前的电感，即上述步骤S105，可包括：根据公式：

计算目标电机当前的直轴电感；根据公式：

计算目标电机当前的交轴电感；根据公式：

计算目标电机当前的交互耦合增量电感，其中，V_h为第三扰动信号的幅值，ω_h为第三扰动信号的频率，I₁为第一电流幅值，I₂为第二电流幅值，I_p为第三电流幅值中的正序分量，I_n为第三电流幅值中的负序分量。

具体而言，可分别根据第一高频正弦电压u_dh*、第二高频正弦电压u_qh*、高频正弦旋转电压u_αh ^*和u_βh ^*求出第一电流幅值I₁的公式、第一电流幅值I₂的公式、第三电流幅值中的正序风量I_p以及负序分量I_n的公式。然后根据第一电流幅值I₁的公式、第一电流幅值I₂的公式、第三电流幅值中的正序风量I_p以及负序分量I_n的公式变换得到公式(19)、(20)以及(21)，从而分别根据公式(19)、(20)以及(21)计算目标电机当前的直轴电感、交轴电感以及交互耦合增量电感。具体变换过程如下：

注入的第一高频正弦电压u_dh*为：

根据公式：

计算第一电流幅值I₁，公式(2)中的L_dh和L_qh分别为直轴和交轴的增量电感、L_dqn为直轴和交轴的交互耦合效应的增量电感、为PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)生成和硬件导致的延时所对应的相位。

注入的第二高频正弦电压u_qh*为：

根据公式：

计算第二电流幅值I₂。

根据公式(2)和公式(4)可以求得直轴的增量电感L_dh和交轴的增量电感L_qh之间的相互关系式：

注入的高频正弦旋转电压u_αh ^*和u_βh ^*分别为：

其所对应的高频电流i_α和i_β的公式为：

根据公式：

计算第三电流幅值中的正序分量I_p。其中，

根据公式：

计算第三电流幅值中的负序分量I_n。其中，

利用正序分量I_p的平方值减去负序分量I_n的平方值可以得到公式：

将公式(12)代入公式(10)可得到直轴电感L_dh和交轴电感L_qh之间的和的公式，并定义为电感基准值L_base，从而可得到公式：

将公式(11)中的用公式(12)替换，得到直轴电感L_dh和交轴电感L_qh之间的积的公式：

定义直轴的增量电感L_dh、交轴的增量电感L_qh、交互耦合效应的增量电感L_dqh的归一化电感值分别为：

将公式(13)和公式(14)的左侧用公式(15)中的归一化电感值表示可得到公式：

求解公式(16)中的直轴电感L_dh、交轴的增量电感L_qh的归一化电感，得到公式：

将公式(17)中的代入公式(12)，可以得到交互耦合增量电感的归一化值：

根据公式(17)、(18)求得的归一化电感、公式(13)求得的电感基准值L_base、以及公式(5)求得的的值，可以得到直轴增量电感L_dh、交轴增量电感L_qh以及交互耦合增量电感L_dqn分别为：

其中，公式(21)中的交互耦合增量电感的L_dqh的符号与预设的交轴电流i_q ^*的符号相反。

由于注入的第一高频正弦电压u_dh*、第二高频正弦电压u_qh*、高频正弦旋转电压u_αh ^*和u_βh ^*均是已知的，因此，高频正弦旋转电压u_βh ^*的幅值V_h和频率V_h是已知的，第一电流幅值、第二电流幅值、第三电流幅值中的正序分量I_p和负序分量I_n是已知的，因此，上述公式(19)、(20)以及(21)的右侧参数均是已知的，由此分别计算出目标电机在预设的直轴电流i_d ^*及交轴电流i_q ^*下的直轴电感L_dh、交轴电感L_qh和交互耦合增量电感L_dqh。

可以看出，上述公式(19)、(20)以及(21)中没有因相位延时导致的相位延时也就是说，计算目标电机的增量电感时无需考虑驱动电路中的相位延时，只需考虑到注入的第一高频正弦电压u_dh*、第二高频正弦电压u_qh*、高频正弦旋转电压u_αh ^*和u_βh ^*分别对应的幅值即可，由此，避免了驱动电路中的相位延时对增量电感计算精度的影响，从而保证了电机电感检测的准确性，且检测过程较简单，无需引入额外的硬件测量设备(例如闭环观测器)来实现增量电感的检测，从而使得增量电感的检测过程简单、易实现。

在本发明的一个示例中，电机电感检测方法还可包括：将目标电机的驱动电流中的直轴分量及交轴分量，分别进行低通滤波处理，获取直轴电流反馈量及交轴电流反馈量；将直轴电流反馈量及交轴电流反馈量，分别反馈至预设的直轴电流输入端及交轴电流输入端。

具体地，在目标电机的运行过程中，通过驱动电流对目标电机进行闭环控制，具体而言，检测并获取实际的驱动电流的三相电流，并将该三相电流进行克拉克变换后转换为α轴电流分量i_α和β轴电流分量i_β，α轴电流分量i_α和β轴电流分量i_β经派克变换后转换为直轴电流分量i_d和交轴电流分量i_q，获取该直轴电流分量i_d和交轴电流分量i_q，并通过低通滤波器对该直轴电流分量i_d和交轴电流分量i_q进行低通滤波处理，以滤除其中的高频电流(即扰动信号)以获取直轴电流反馈量及交轴电流反馈量，并将直轴电流反馈量反馈至直轴电流输入端，将交轴电流反馈量反馈至交轴电流输入端，从而实现对目标电机的闭环控制。由此，避免扰动信号掺杂在直轴电流反馈量和交轴电流反馈量中而影响目标电机的运行。

综上所述，本发明实施例的电机电感检测方法，在目标电机驱动电路的三个不同位置分别注入扰动信号，通过扰动信号计算增量电感，从而实现增量电感的现场检测，且避免了驱动电路中相位延时对增量电感检测的影响，能够提高增量电感的检测准确性。

为了实现上述实施例，本发明还提出一种电机电感检测装置。图3是根据本发明实施例的电机电感检测装置的结构框图。

如图3所示，电机电感检测装置100包括：驱动模块10、第一处理模块20、第二处理模块30、第三处理模块40和计算模块50。

其中，驱动模块10用于以预设的直轴电流及交轴电流驱动目标电机运行；第一处理模块20用于在第一预设时间间隔后，向驱动模块10的直轴电流中注入第一扰动信号，并从驱动模块10的输出端获取第一扰动信号对应的第一电流幅值；第二处理模块30用于在第二预设的时间间隔后，向驱动模块的交轴电流注入第二扰动信号，并从驱动模块的输出端获取第二扰动信号对应的第二电流幅值；第三处理模块40用于在第三预设的时间间隔后，向目标电机的驱动电路中注入第三扰动信号，并从驱动模块的输出端获取第三扰动信号对应的第三电流幅值，其中，第三扰动信号为正交的正弦信号；计算模块50用于根据第一电流幅值、第二电流幅值、第三电流幅值及第三扰动信号的幅值和频率，计算目标电机在预设的直轴电流及交轴电流下的增量电感。

需要说明的是，在该实施例中，如图4所示，驱动模块10可包括：第一电流调节器11、第二电流调节器12、坐标变换器13和空间电压矢量调制单元14；计算模块50可包括：克拉克变换器51、增量电感计算单元52、派克变换器53和低通滤波器54。其中，第一电流调节器和第二电流调节器均可以为PI(Proportional Integral，比例积分)调节器，坐标变换器13为派克逆变换器。

参照图4，第一电流调节器11的第一输入端与直轴输入电流连接；第二电流调节器12的第一输入端与交轴输入电流连接；第一电流调节器11的输出端，与坐标变换器13的第一输入端及第一处理模块20连接；第二电流调节器12的输出端，与坐标变换器13的第二输入端及第二处理模块30连接；坐标变换器13的输出端，与空间电压矢量调制单元14的输入端及第三处理模块40连接；空间电压矢量调制单元14的输出端与克拉克变换器51的输入端连接；克拉克变换器51与空间电压矢量调制单元14的输出端连接的；克拉克变换器51的输出端，与增量电感计算单元52的第一输入端及派克变换器53的输入端连接；派克变换器53的第一输出端，与增量电感计算单元52的第二输入端及低通滤波器54的第一输入端连接；派克变换器53的第二输出端，与增量电感计算单元52的第三输入端及低通滤波器54的第二输入端连接；低通滤波器54的第一输出端与第一电流调节器11的第二输入端连接；低通滤波器54的第二输出端与第二电流调节器12的第二输入端连接。

具体地，首先，可将预设的直轴电流i_d ^*和交轴电流i_q ^*分别输入第一调节器11和第二调节器22的输入端，以使第一调节器11输出直轴电压u_d ^*、第二调节器12输出交轴电压u_q ^*，该直轴电压u_d ^*和交轴电压u_q ^*经坐标变换器13进行派克逆变换后得到α、β轴分别对应的电压u_α ^*、u_β ^*，将电压u_α ^*、u_β ^*输入空间电压矢量调制单元14，以使空间电压矢量调制单元14根据电压u_α ^*和u_β ^*采用空间矢量调制技术对目标电机进行控制，以驱动目标电机运行，并开始进行计时。

然后，在第一预设时间间隔后，通过第一处理模块20向驱动模块10的直轴电流中注入第一扰动信号，并从空间电压矢量调制单元14的输出端获取第一扰动信号对应的第一电流幅值。其中，第一扰动信号可以是高频正弦电压信号；在第二预设的时间间隔后，通过第二处理模块30向驱动模块10的交轴电流注入第二扰动信号，并从空间电压矢量调制单元14的输出端获取第二扰动信号对应的第二电流幅值。其中，第二扰动信号可以是高频正弦电压信号；在第三预设的时间间隔后，通过第三处理模块40向目标电机的驱动电路中注入第三扰动信号，并从空间电压矢量调制单元14的输出端获取第三扰动信号对应的第三电流幅值，其中，第三扰动信号可以为正交的高频正弦旋转电压信号。

最后，计算模块50根据第一电流幅值、第二电流幅值、第三电流幅值及第三扰动信号的幅值和频率，计算目标电机在预设的直轴电流及交轴电流下的增量电感。其中，增量电感包括直轴的增量电感、交轴的增量电感以及交互耦合增量电感。

在本发明的一个实施例中，第一处理模块20还用于在第二处理模块向交轴电流注入第二扰动信号之前，将第一扰动信号置零；第二处理模块30还用于在第三处理模块向目标电机的驱动电路中注入第三扰动信号之前，将第二扰动信号置零。

具体地，在第二预设的时间间隔后，为了避免第一扰动信号对第二扰动信号的影响，需通过第一处理模块20将第一扰动信号置零，然后通过第二处理模块30注入第二扰动信号；在第三预设的时间间隔后，为了避免第二扰动信号对第三扰动信号的影响，需通过第二处理模块30将第二扰动信号置零，然后通过第三处理模块40注入第三扰动信号。

需要说明的是，前述对电机电感检测方法实施例的解释说明也适用于该实施例的电机电感检测装置，此处不再赘述。

本发明实施例的电机电感检测装置，在目标电机驱动电路的三个不同位置分别注入扰动信号，通过扰动信号计算增量电感，从而实现增量电感的现场检测，有利于提高增量电感的检测准确性。

图5是根据本发明实施例的电机控制器的结构框图。

如图5所示，该电机控制器1000包括本发明上述实施例的电机电感检测装置100。

本发明实施例的电机控制器，通过本发明实施例的电机电感检测装置，在目标电机驱动电路的三个不同位置分别注入扰动信号，通过扰动信号计算增量电感，从而实现增量电感的现场检测，有利于提高增量电感的检测准确性。

进一步地，本发明还提出了一种可读存储介质，其上存储有电机电感检测程序，该程序被处理器执行时，实现本发明上述实施例的电机电感检测方法。

该可读存储介质，在其上存储的电机电感检测程序被处理器执行时，能够通过在目标电机驱动电路的三个不同位置分别注入的扰动信号，计算增量电感，从而实现增量电感的现场检测，有利于提高增量电感的检测准确性。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者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必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (7)

1.一种电机电感检测方法，其特征在于，包括：

以预设的直轴电流及交轴电流驱动目标电机运行；

在第一预设时间间隔后，向所述直轴电流注入第一扰动信号，并获取所述第一扰动信号对应的第一电流幅值，其中，所述第一扰动信号的频率为f，所述第一电流幅值为在注入第一扰动信号后获取驱动电流中频率为f的直轴电流分量幅值；

在第二预设的时间间隔后，向所述交轴电流注入第二扰动信号，并获取所述第二扰动信号对应的第二电流幅值，其中，在向所述交轴电流注入第二扰动信号之前，将所述第一扰动信号置零；

在第三预设的时间间隔后，向所述目标电机的驱动电路中注入第三扰动信号，并获取所述第三扰动信号对应的第三电流幅值，其中，在向所述目标电机的驱动电路中注入第三扰动信号之前，将所述第二扰动信号置零，所述第三扰动信号为正交的正弦信号；

根据所述第一电流幅值、第二电流幅值、第三电流幅值及所述第三扰动信号的幅值和频率，计算所述目标电机在所述预设的直轴电流及交轴电流下的增量电感；

根据所述第一电流幅值、第二电流幅值、第三电流幅值及所述第三扰动信号的幅值和频率，计算所述目标电机当前的电感，包括：

根据，计算所述目标电机当前的直轴电感；

根据，计算所述目标电机当前的交轴电感；

根据，计算所述目标电机当前的交互耦合增量电感；

其中，V_h为所述第三扰动信号的幅值，ω_h为所述第三扰动信号的频率，I₁为所述第一电流幅值，I₂为所述第二电流幅值，I_p为所述第三电流幅值中的正序分量，I_n为所述第三电流幅值中的负序分量。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述以预设的直轴电流及交轴电流驱动目标电机运行之前，还包括：

将所述目标电机的转轴固定。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述以预设的直轴电流及交轴电流驱动目标电机运行之前，还包括：

根据所述目标电机的工作特性，确定所述预设的直轴电流及交轴电流。

4.如权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，还包括：

将所述目标电机的驱动电流中的直轴分量及交轴分量，分别进行低通滤波处理，获取直轴电流反馈量及交轴电流反馈量；

将所述直轴电流反馈量及所述交轴电流反馈量，分别反馈至预设的直轴电流输入端及交轴电流输入端。

5.一种电机电感检测装置，其特征在于，包括：

驱动模块，用于以预设的直轴电流及交轴电流驱动目标电机运行；

第一处理模块，用于在第一预设时间间隔后，向所述驱动模块的直轴电流中注入第一扰动信号，并从所述驱动模块的输出端获取所述第一扰动信号对应的第一电流幅值，其中，所述第一扰动信号的频率为f，所述第一电流幅值为在注入第一扰动信号后获取驱动电流中频率为f的直轴电流分量幅值；

第二处理模块，用于在第二预设的时间间隔后，向所述驱动模块的交轴电流注入第二扰动信号，并从所述驱动模块的输出端获取所述第二扰动信号对应的第二电流幅值，其中，在向所述交轴电流注入第二扰动信号之前，将所述第一扰动信号置零；

第三处理模块，用于在第三预设的时间间隔后，向所述目标电机的驱动电路中注入第三扰动信号，并从所述驱动模块的输出端获取所述第三扰动信号对应的第三电流幅值，其中，在向所述目标电机的驱动电路中注入第三扰动信号之前，将所述第二扰动信号置零，所述第三扰动信号为正交的正弦信号；

计算模块，用于根据所述第一电流幅值、第二电流幅值、第三电流幅值及第三扰动信号的幅值和频率，计算目标电机在预设的直轴电流及交轴电流下的增量电感；

根据所述第一电流幅值、第二电流幅值、第三电流幅值及所述第三扰动信号的幅值和频率，计算所述目标电机当前的电感，包括：

根据，计算所述目标电机当前的直轴电感；

根据，计算所述目标电机当前的交轴电感；

根据，计算所述目标电机当前的交互耦合增量电感；

其中，V_h为所述第三扰动信号的幅值，ω_h为所述第三扰动信号的频率，I₁为所述第一电流幅值，I₂为所述第二电流幅值，I_p为所述第三电流幅值中的正序分量，I_n为所述第三电流幅值中的负序分量。

6.一种电机控制器，其特征在于，包括如权利要求5所述的电机电感检测装置。

7.一种可读存储介质，其特征在于，其上存储有电机电感检测程序，该程序被处理器执行时，实现如权利要求1-4中任一项所述的电机电感检测方法。