CN113726247B - 一种永磁电机定子磁链检测方法、转矩检测方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种永磁电机定子磁链的检测方法，具体包括：基于电压磁链模型确定上一采样时刻的第一定子磁链；基于电流磁链模型确定上一采样时刻的第二定子磁链；基于上述第一定子磁链和上述第二定子磁链确定补偿值；以及至少以上述补偿值为上述电压磁链模型的输入确定当前时刻的定子磁链。本发明还提供了基于上述定子磁链检测方法的转矩检测方法。根据本发明所提供的永磁电机定子磁链检测方法及转矩检测方法，能够在全速度范围内提高永磁电机定子磁链的计算精度，从而实现了转矩的精确控制。

Description

一种永磁电机定子磁链检测方法、转矩检测方法及其装置

技术领域

本发明涉及永磁电机的控制领域，尤其涉及永磁电机的定子磁链检测以及基于定子磁链的转矩控制。

背景技术

永磁电机控制系统主要功能是通过实时控制永磁电机，将电能通过磁场作为媒介转化为机械能，带动设备运行。永磁电机的转矩控制是永磁电机控制系统的核心，而转矩控制的精确度则是转矩控制的最核心指标。永磁电机的转矩一般来说有两种计算方法，分别是转子侧转矩计算法和定子侧转矩计算法。

转子侧转矩计算法的计算公式如下：

在以上公式中，T_e为电磁转矩，P_n为电机极对数，为永磁电机的转子永久磁铁磁通，L_d为直轴电感，L_q为交轴电感，i_d为弱磁电流，i_q为转矩电流。

由上述的公式可以知道，转子侧转矩计算方法依赖于直轴电感L_d、交轴电感L_q以及弱磁电流i_d、转矩电流i_q。永磁电机的轴电感L_d、交轴电感L_q会随着磁通饱和而发生变化，弱磁电流i_d、转矩电流i_q的计算依赖于转子角度，而转子角度测量往往存在干扰和波动。应用经验表明，在中低速下转子侧转矩计算法中各个参数比较准确，精度高，可以满足应用要求。但在高速下上述的各个参数的误差较大，最终的转矩误差可达20％，远远不能满足应用要求。一般解决的方法是在全速度范围进行电机组合试验，对i_d，i_q各种组合，通过扭矩仪精确测量转矩T_e，形成i_d，i_q-T_e表格，以期转矩在全速度范围能够达到精度要求。但是该方法需要对每个电机进行长时间标定试验，耗费人力和物力很多。

定子侧转矩计算法的计算公式如下：

T_e＝1.5*P_n*(ψ_sαi_sβ-ψ_sβi_sα)； (2)

在以上公式中，i_sα为定子电流i_s在静止坐标系中的α轴电流分量，i_sβ为定子电流i_s在静止坐标系中的β轴电流分量，ψ_sα为静止坐标系下α轴磁链，ψ_sβ为静止坐标系下β轴磁链。

由上述的公式可以知道，定子侧转矩计算方法依赖于定子磁链，由于定子磁链的计算可以基于电压磁链模型，即除了定子电压和电流外，仅仅依赖于定子电阻参数，计算简单，具有较高的应用性。虽然定子侧转矩的计算较为简单，根据应用经验表明，由于永磁电机在低速下的电压测量具有较大误差，使得定子磁链的计算存在偏差，近而导致定子侧转矩在低速时的计算精度较低。但是基于电压磁链模型所计算的定子磁链以及依据该定子磁链所计算的定子侧转矩在高速状态下的精度十分高，能够满足应用要求。

基于此，需要一种适用于永磁电机的定子磁链检测方法，能够弥补电压磁链模型在低速时计算精度较低的问题，从而提供一种永磁电机的转矩检测方法，能够通过实时获得高精度的转矩量，为实现永磁电机的精确控制提供可能。

发明内容

以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。

为了解决上述问题，本发明提供了一种永磁电机定子磁链的检测方法，具体包括：

基于电压磁链模型确定上一采样时刻的第一定子磁链；

基于电流磁链模型确定上一采样时刻的第二定子磁链；

基于上述第一定子磁链和上述第二定子磁链确定补偿值；以及

至少以上述补偿值为上述电压磁链模型的输入确定当前时刻的定子磁链。

在上述检测方法的一实施例中，可选的，确定上述补偿值进一步包括：

确定上述补偿值为上述第一定子磁链和上述第二定子磁链之间的磁链偏差值。

在上述检测方法的一实施例中，可选的，上述检测方法还包括：

根据上述永磁电机的当前转速确定当前时刻的补偿系数；

确定上述补偿值还包括：

以上述补偿系数为权重修正上述补偿值。

在上述检测方法的一实施例中，可选的，根据k_ω＝1-abs(ω)/ω_MAX确定上述补偿系数，其中

k_ω为上述补偿系数，abs(ω)为对上述当前转速取绝对值，ω_MAX为上述永磁电机的最大转速。

在上述检测方法的一实施例中，可选的，上述电压磁链模型包括初始模型和非初始模型；

响应于上述当前时刻为初始时刻，上述检测方法进一步包括：

基于上述初始模型确定上述当前时刻的定子磁链为初始定子磁链；

确定上述当前时刻的定子磁链进一步包括：

至少以上述补偿值为上述非初始模型的输入确定当前时刻的定子磁链。

在上述检测方法的一实施例中，可选的，响应于上述上一采样时刻为初始时刻，确定上述第一定子磁链进一步包括：

确定上述第一定子磁链为上述初始定子磁链。

在上述检测方法的一实施例中，可选的，上述初始模型为：

以及

其中

ψ_sα(0)为α轴初始定子磁链，ψ_sβ(0)为β轴初始定子磁链，为上述永磁电机的转子永久磁铁磁通，θ为上述初始时刻的转子磁场位置。

在上述检测方法的一实施例中，可选的，响应于上述当前时刻和上述上一采样时刻均非初始时刻，确定上述第一定子磁链进一步包括：

基于上述非初始模型确定上一采样时刻的第一定子磁链；

确定上述当前时刻的定子磁链进一步包括：

至少以上述补偿值为上述非初始模型的输入确定当前时刻的定子磁链。

在上述检测方法的一实施例中，可选的，上述非初始模型为：

ψ_sα＝∫(u_sα-R_si_sα+Δψ_sα)；以及

ψ_sβ＝∫(u_sβ-R_si_sβ+Δψ_sβ)；其中

ψ_sα为α轴第一定子磁链，ψ_sβ为β轴第一定子磁链，u_sα为α轴定子电压，u_sβ为β轴定子电压，i_sα为α轴定子电流，i_sβ为β轴定子电流，R_s为定子电阻，Δψ_sα为α轴补偿值，Δψ_sβ为β轴补偿值。

在上述检测方法的一实施例中，可选的，确定上述第二定子磁链进一步包括：

获取α轴定子电流i_sα和β轴定子电流i_sβ；

根据转子磁场位置θ将上述α轴定子电流i_sα和β轴定子电流i_sβ转化为弱磁电流i_d和转矩电流i_q；

以上述弱磁电流i_d和转矩电流i_q为上述电流磁链模型的输入确定d轴磁链ψ_d和q轴磁链ψ_q；以及

根据上述转子磁场位置θ将上述d轴磁链ψ_d和q轴磁链ψ_q转化为α轴第二定子磁链和β轴第二定子磁链/>

在上述检测方法的一实施例中，可选的，上述电流磁链模型为：

以及

ψ_q＝L_qi_q；其中

为上述永磁电机的转子永久磁铁磁通，L_d为直轴电感，L_q为交轴电感。

在上述检测方法的一实施例中，可选的，根据转子磁场位置θ将上述α轴定子电流i_sα和β轴定子电流i_sβ转化为弱磁电流i_d和转矩电流i_q进一步包括：

i_d＝cosθ*i_sα+sinθ*i_sβ；以及

i_q＝-sinθ*i_sα+cosθ*i_sβ；

根据上述转子磁场位置θ将上述d轴磁链和q轴磁链转化为α轴第二定子磁链和β轴第二定子磁链/>进一步包括：

以及

本发明还提供了一种永磁电机的转矩检测方法，具体包括：

根据上述永磁电机定子磁链的检测方法中的任意一项实施例确定当前时刻的定子磁链；以及

基于上述定子磁链计算上述永磁电机的转矩。

本发明还提供了一种永磁电机的转矩检测装置，具体包括：存储器；和

与上述存储器耦接的处理器，上述处理器配置为实现如上述的永磁电机的转矩检测方法。

本发明还提供了一种永磁电机定子磁链的检测装置，具体包括：存储器；和

与上述存储器耦接的处理器，上述处理器配置为实现如上述永磁电机定子磁链的检测方法中的任意一项实施例。

本发明还提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机可读指令，上述计算机可读指令在由处理器执行时实施如上述永磁电机定子磁链的检测方法中的任意一项实施例。

根据本发明的一方面所提供的永磁电机定子磁链检测方法，通过同时基于电流磁链模型和电压磁链模型计算永磁电机的定子磁链，从而能够基于这两种模型所计算的定子磁链确定补偿值，能够闭环补偿仅仅基于电压磁链模型所得到的定子磁链，能够在全速度范围内提高永磁电机定子磁链的检测精度，从而能够有效提高基于定子磁链获得的转矩精度，能够更精准地实现对永磁电机的控制。本发明的另一方面还提供了永磁电机的转矩检测方法，基于本发明的一方面所提供的定子磁链的检测方法，本发明的另一方面所提供的转矩检测方法能够有效地实现转矩的精准检测，从而能够更精确地实现对永磁电机的控制。

附图说明

在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本发明的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。

图1示出了本发明的一方面所提供的永磁电机定子磁链检测方法一实施例的流程示意图。

图2示出了本发明的一方面所提供的永磁电机定子磁链检测方法一实施例的模型框图。

图3示出了本发明的一方面所提供的永磁电机定子磁链检测方法一实施例的流程示意图

图4示出了本发明的另一方面所提供的永磁电机定子磁链检测装置的结构示意图。

图5示出了本发明的另一方面所提供的永磁电机转矩检测装置的结构示意图。

附图标记

400 定子磁链检测装置

410 处理器

420 存储器

500 转矩检测装置

510 处理器

520 存储器

具体实施方式

给出以下描述以使得本领域技术人员能够实施和使用本发明并将其结合到具体应用背景中。各种变型、以及在不同应用中的各种使用对于本领域技术人员将是容易显见的，并且本文定义的一般性原理可适用于较宽范围的实施例。由此，本发明并不限于本文中给出的实施例，而是应被授予与本文中公开的原理和新颖性特征相一致的最广义的范围。

在以下详细描述中，阐述了许多特定细节以提供对本发明的更透彻理解。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，本发明的实践可不必局限于这些具体细节。换言之，公知的结构和器件以框图形式示出而没有详细显示，以避免模糊本发明。

请读者注意与本说明书同时提交的且对公众查阅本说明书开放的所有文件及文献，且所有这样的文件及文献的内容以参考方式并入本文。除非另有直接说明，否则本说明书(包含任何所附权利要求、摘要和附图)中所揭示的所有特征皆可由用于达到相同、等效或类似目的的可替代特征来替换。因此，除非另有明确说明，否则所公开的每一个特征仅是一组等效或类似特征的一个示例。

注意，在使用到的情况下，标志左、右、前、后、顶、底、正、反、顺时针和逆时针仅仅是出于方便的目的所使用的，而并不暗示任何具体的固定方向。事实上，它们被用于反映对象的各个部分之间的相对位置和/或方向。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。

注意，在使用到的情况下，进一步地、较优地、更进一步地和更优地是在前述实施例基础上进行另一实施例阐述的简单起头，该进一步地、较优地、更进一步地或更优地后带的内容与前述实施例的结合作为另一实施例的完整构成。在同一实施例后带的若干个进一步地、较优地、更进一步地或更优地设置之间可任意组合的组成又一实施例。

以下结合附图和具体实施例对本发明作详细描述。注意，以下结合附图和具体实施例描述的诸方面仅是示例性的，而不应被理解为对本发明的保护范围进行任何限制。

如上所描述的，通过获取精确的定子端磁链能够实现永磁电机转矩的精确控制。在交流调速系统中通过电压磁链模型观测定子磁链是基本方法，电压磁链模型具有算法简单、对电机参数依赖小等优点(仅需要定子电阻参数)，所以电压模型磁链观测法一直受到人们的重视。

常见的电压磁链模型如下：

ψ_s＝∫(u_s-R_si_s)dt

在静止坐标系下永磁电机定子磁链的电压磁链模型的数字化形式如下：

ψ_s(N)＝ψ_s(N-1)+(u_s-R_si_s)*dt

上述的电压磁链模型方法，所获取的电压磁链的精度取决于采样电压u_s和定子电阻R_s。如上所述，该模型简单可靠，虽然在永磁电机低速下因采样电压u_s占比大导致磁链计算精度低，但在中高速下磁链计算精度高。

为了解决现有的定子端磁链在低速时精度较低的问题，本发明提供了一种定子磁链检测方法，请参考图1，图1示出了本发明的一方面所提供的永磁电机定子磁链检测方法一实施例的流程示意图。

如图1所示出的，本发明所提供的定子磁链检测方法包括步骤S110：基于电压磁链模型确定上一采样时刻的第一定子磁链；步骤S120：基于电流磁链模型确定上一采样时刻的第二定子磁链；步骤S130：基于第一定子磁链和第二定子磁链确定补偿值；以及步骤S140：至少以上述补偿值为上述电压磁链模型的输入确定当前时刻的定子磁链。

请一并参考图2所示出的磁链检测方法的模型框图来理解上述的步骤S110-步骤S140。在如图2所示出的模型框图中，有如下定义：

u_s(u_sα，u_sβ)为定子电压，u_sα为u_s在静止坐标系α轴电压分量，u_sβ为u_s在静止坐标系β轴电压分量；

i_s(i_sα，i_sβ)为定子电流，i_sα为i_s在静止坐标系α轴电流分量，i_sβ为i_s在静止坐标系β轴电流分量；

ψ_sα为电压磁链模型计算的静止坐标系下α轴定子磁链，ψ_sβ为电压磁链型计算的静止坐标系下β轴定子磁链；

为电流磁链模型计算的静止坐标系下α轴定子磁链，/>为电流模型计算的静止坐标系下β轴定子磁链；

Δψ_sα为α轴定子磁链偏差，Δψ_sβ为β轴定子磁链偏差；

ψ_d为转子磁场定向下的d轴磁链，ψ_q为转子磁场定向下的q轴磁链；

i_d为弱磁电流，i_q为转矩电流，为永磁电机转子永久磁铁磁通，L_d为直轴电感，L_q为交轴电感，R_s为定子电阻，θ为转子磁场位置，系数k_ω为误差补偿系数。

在上述模型中，1、首先通过传感器收集定子电流i_s和转子磁场位置θ，并获取电机定子给定电压u_s；

2、通过电流坐标变换单元，根据θ位置将i_s转化为i_d，i_q；

3、求取ψ_d，ψ_q；

4、通过坐标变换单元，根据θ位置将ψ_d，ψ_q转化为

5、求偏差Δψ_sα，Δψ_sβ，并获取永磁电机的当前转速来获取修正Δψ_sα，Δψ_sβ的误差补偿系数；

6、将i_s，u_s以及修正后的Δψ_sα，Δψ_sβ代入电压磁链模型，计算ψ_sα，ψ_sβ。

可以认为本发明所提供的定子磁链检测方法是在电压磁链模型的基础上通过电流磁链模型来对电压磁链模型作为补偿。也就是说，基于一个带有补偿量的电压磁链模型来获得定子磁链。由于本发明所提供的电压磁链模型带有补偿量，因此所获得的定子磁链被修正过，从而保证修正后的定子磁链在电机低速运行的状态下始终保持较高精度。

在本发明中，电压磁链模型进一步包括初始模型和非初始模型。响应于当前时刻为初始时刻，通过初始模型来初始化得到初始定子磁链。响应于当前时候为初始时刻后的任意时刻，采用非初始模型即带有补偿量的电压磁链模型来获得修正后的定子磁链。

对于初始模型，请结合图3，在初始状态下，首先需要通过初始模型得到初始定子磁链。具体的，在初始状态下，通过读取转子磁场位置θ作为初始模型的输入以对ψ_sα，ψ_sβ进行初始化。初始模型具体为：

以及

其中

ψ_sα(0)为α轴初始定子磁链，ψ_sβ(0)为β轴初始定子磁链，为永磁电机的转子永久磁铁磁通。

电压磁链模型中的非初始模型以当前时刻的定子给定电压u_s，定子电流i_s，上一采样时刻所确定的补偿量Δψ_sα，Δψ_sβ为输入来获得修正后的当前时刻的定子磁链。非初始模型具体为：

ψ_sα＝∫(u_sα-R_si_sα+Δψ_sα)；以及

ψ_sβ＝∫(u_sβ-R_si_sβ+Δψ_sβ)；其中

ψ_sα为α轴第一定子磁链，ψ_sβ为β轴第一定子磁链，u_sα为α轴定子电压，u_sβ为β轴定子电压，i_sα为α轴定子电流，i_sβ为β轴定子电流，R_s为定子电阻，Δψ_sα为α轴补偿值，Δψ_sβ为β轴补偿值。

请结合图2来理解上述的电压磁链模型中的非初始模型。具体的，图2中示出了非初始模型的一优选实施例，即，在图2所示出的非初始模型中，还包括对补偿值进行修正。

从图2可以看到，本发明的一方面所提供的电压磁链模型的非初始模型的优选实施例为：

ψ_sα＝∫(u_sα-R_si_sα+k_ω*Δψ_sα)；以及

ψ_sβ＝∫(u_sβ-R_si_sβ+k_ω*Δψ_sβ)；其中

k_ω为补偿系数，通过以补偿系数k_ω为权重修正补偿量Δψ_sα，Δψ_sβ，能够进一步地减小定子磁链的误差。

具体的，在一实施例中，补偿系数k_ω是根据永磁电机的当前转速来确定的。也就是说补偿系数k_ω随着转速变化动态取值。补偿系数k_ω在永磁电机处于低速状态时取值较大，以增加转矩误差补偿；在永磁电机处于中高速状态时取值较小，以减小转矩误差补偿。

更优选的，本发明的另一方面还提供了上述补偿系数k_ω的一种设置方法，即：

k_ω＝1-abs(ω)/ω_MAX，其中

abs(ω)为对当前转速取绝对值，ω_MAX为预先获取的永磁电机的最大转速。

根据上述的补偿系数k_ω的设置方法，当ω＝0时，k_ω＝1；当ω＝ω_MAX时，k_ω＝0。

由于本发明的一方面所提供的电压磁链模型的非初始模型的输入之一为上一采样时刻所确定的补偿量，因此，本发明的另一方面还包括确定上一采样时刻的补偿量。具体的，在本发明中根据上一采样时刻基于电压磁链模型确定的的第一定子磁链和基于电流磁链模型确定的第二定子磁链确定补偿值。

对于图1中的步骤S110，如上所描述的，当上一采样时刻为初始时刻时，通过电压磁链模型的初始模型确定上一采样时刻的第一定子磁链，若上一采样时刻并非初始时刻，则通过电压磁链模型的非初始模型迭代确定上一采样时刻的第一定子磁链。

对于图1中的步骤S120，请结合图2中的模型框图来理解根据电流磁链模型计算上一采样时刻的第二定子磁链和/>如图2所示出的，根据电流磁链模型计算定子磁链具体包括：

1、通过传感器收集上一采样时刻的定子电流i_s和转子磁场位置θ。

2、将定子电流i_s和转子磁场位置θ作为电流坐标转换的输入得到弱磁电流i_d和转矩电流i_q，其中

i_d＝cosθ*i_sα+sinθ*i_sβ；

i_q＝-sinθ*i_sα+cosθ*i_sβ。

3、将弱磁电流i_d、转矩电流i_q、永磁电机的转子永久磁铁磁通直轴电感L_d和交轴电感L_q作为电流磁链模型的输入得到转子磁场定向下的d轴磁链ψ_d和转子磁场定向下的q轴磁链ψ_q；其中，电流磁链模型具体为

以及

ψ_q＝L_qi_q。

4、将转子磁场定向下的d轴磁链ψ_d和转子磁场定向下的q轴磁链ψ_q作为坐标变换的输入得到经过电流磁链模型获取的第二定子磁链和/>其中

以及

当已经通过电压磁链模型确定上一采样时刻的第一定子磁链ψ_sα和ψ_sβ，通过电流磁链模型确定上一采样时刻的第二定子磁链和/>后，执行步骤S130：基于第一定子磁链和第二定子磁链确定补偿值。

在一实施例中，确定补偿值为第一定子磁链ψ_sα、ψ_sβ和第二定子磁链 之间的磁链偏差值，即

以及

在已经确定了上一采样时刻的补偿值Δψ_sα、Δψ_sβ后，至少以补偿值Δψ_sα、Δψ_sβ为电压磁链模型中非初始模型的输入确定当前采样时刻的定子磁链，并且该定子磁链已经被修正过，误差较小，精度较高。如上所述，在一优选的实施例中，可以对补偿值Δψ_sα、Δψ_sβ进行修正，从而进一步降低误差。

具体的，将上述电压磁链模型中非初始模型的一优选实施例数字化后可以得到如下模型：

ψ_sα(N)＝ψ_sα(N-1)+(u_sα-R_si_sα+k_ω*Δψ_sα)*dt；以及

ψ_sβ(N)＝ψ_sβ(N-1)+(u_sβ-R_si_sβ+k_ω*Δψ_sβ)*dt。

根据本发明的一方面所提供的永磁电机定子磁链检测方法，通过同时基于电流磁链模型和电压磁链模型计算永磁电机的定子磁链，从而能够基于这两种模型所计算的定子磁链确定补偿值，能够闭环补偿仅仅基于电压磁链模型所得到的定子磁链，能够在全速度范围内提高永磁电机定子磁链的检测精度，从而能够有效提高基于定子磁链获得的转矩精度，能够更精准地实现对永磁电机的控制。

本发明还提供了一种永磁电机定子磁链的检测装置，请参考图4，图4示出了永磁电机定子磁链的检测装置的示意图。如图4所示，定子磁链检测装置400包括处理器410和存储器420。上述定子磁链检测装置400的处理器410在执行存储器420上存储的计算机程序时能够实现上述所描述的定子磁链的检测方法，具体请参考上述关于定子磁链的检测方法的描述，在此不再赘述。

至此，已经描述了本发明的一方面所提供的永磁电机定子磁链的检测方法及装置。本发明还提供了一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，当该计算机程序被处理器执行时实现如上述永磁电机定子磁链的检测方法的步骤。具体请参考上述关于永磁电机定子磁链的检测方法的描述，在此不再赘述。

本发明的另一方面还提供了一种永磁电机的转矩检测方法，该转矩检测方法基于上述的定子磁链的检测方法。在通过本发明的一方面所提供的永磁电机定子磁链的检测方法的任意一种实施例获取得到永磁电机的定子磁链后，基于定子侧转矩计算方法获取永磁电机的定子侧转矩。即：

T_e＝1.5*P_n*(ψ_sαi_sβ-ψ_sβi_sα)；其中

T_e为定子侧电磁转矩，P_n为电机极对数，i_sα为定子电流i_s在静止坐标系中的α轴电流分量，i_sβ为定子电流i_s在静止坐标系中的β轴电流分量，ψ_sα为本发明的一方面所提供的永磁电机定子磁链的检测方法所确定的静止坐标系下α轴定子磁链，ψ_sβ为本发明的一方面所提供的永磁电机定子磁链的检测方法所确定的静止坐标系下β轴定子磁链。本发明的另一方面所提供的转矩检测方法能够有效地实现转矩的精准检测，从而能够更精确地实现对永磁电机的控制。

本发明还提供了一种永磁电机的转矩检测装置，请参考图5，图5示出了永磁电机的转矩检测装置的示意图。如图5所示，转矩检测装置500包括处理器510和存储器520。上述转矩检测装置500的处理器510在执行存储器520上存储的计算机程序时能够实现上述所描述的永磁电机的转矩检测方法，具体请参考上述关于永磁电机的转矩检测方法的描述，在此不再赘述。

至此，已经描述的本发明所提供的永磁电机定子磁链的检测方法即检测装置，永磁电机的转矩检测方法及转矩检测装置。根据本发明的一方面所提供的永磁电机定子磁链检测方法，通过同时基于电流磁链模型和电压磁链模型计算永磁电机的定子磁链，从而能够基于这两种模型所计算的定子磁链确定补偿值，能够闭环补偿仅仅基于电压磁链模型所得到的定子磁链，能够在全速度范围内提高永磁电机定子磁链的检测精度，从而能够有效提高基于定子磁链获得的转矩精度，能够更精准地实现对永磁电机的控制。而本发明的另一方面还提供了永磁电机的转矩检测方法，基于本发明的一方面所提供的定子磁链的检测方法，本发明的另一方面所提供的转矩检测方法能够有效地实现转矩的精准检测，从而能够更精确地实现对永磁电机的控制。

结合本文所公开的实施例描述的各种解说性逻辑模块、和电路可用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、或其设计成执行本文所描述功能的任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但在替换方案中，该处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合，例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心协作的一个或多个微处理器、或任何其他此类配置。

结合本文中公开的实施例描述的方法或算法的步骤可直接在硬件中、在由处理器执行的软件模块中、或在这两者的组合中体现。软件模块可驻留在RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM、或本领域中所知的任何其他形式的存储介质中。示例性存储介质耦合到处理器以使得该处理器能从/向该存储介质读取和写入信息。在替换方案中，存储介质可以被整合到处理器。处理器和存储介质可驻留在ASIC中。ASIC可驻留在用户终端中。在替换方案中，处理器和存储介质可作为分立组件驻留在用户终端中。

在一个或多个示例性实施例中，所描述的功能可在硬件、软件、固件或其任何组合中实现。如果在软件中实现为计算机程序产品，则各功能可以作为一条或更多条指令或代码存储在计算机可读介质上或藉其进行传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质两者，其包括促成计算机程序从一地向另一地转移的任何介质。存储介质可以是能被计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限定，这样的计算机可读介质可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁存储设备、或能被用来携带或存储指令或数据结构形式的合意程序代码且能被计算机访问的任何其它介质。任何连接也被正当地称为计算机可读介质。例如，如果软件是使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线(DSL)、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术从web网站、服务器、或其它远程源传送而来，则该同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术就被包括在介质的定义之中。如本文中所使用的盘(disk)和碟(disc)包括压缩碟(CD)、激光碟、光碟、数字多用碟(DVD)、软盘和蓝光碟，其中盘(disk)往往以磁的方式再现数据，而碟(disc)用激光以光学方式再现数据。上述的组合也应被包括在计算机可读介质的范围内。

提供之前的描述是为了使本领域中的任何技术人员均能够实践本文中所描述的各种方面。但是应该理解，本发明的保护范围应当以所附权利要求书为准，而不应被限定于以上所解说实施例的具体结构和组件。本领域技术人员在本发明的精神和范围内，可以对各实施例进行各种变动和修改，这些变动和修改也落在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种永磁电机定子磁链的检测方法，其特征在于，包括：

基于电压磁链模型确定上一采样时刻的第一定子磁链；

基于电流磁链模型确定上一采样时刻的第二定子磁链；

基于所述第一定子磁链和所述第二定子磁链确定补偿值；

根据k_ω＝1-abs(ω)/ω_MAX确定当前时刻的补偿系数，并以所述补偿系数为权重修正所述补偿值，其中，k_ω为所述补偿系数，abs(ω)为对当前转速取绝对值，ω_MAX为所述永磁电机的最大转速；以及

至少以修正后的所述补偿值为所述电压磁链模型的输入确定当前时刻的定子磁链。

2.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，确定所述补偿值进一步包括：

确定所述补偿值为所述第一定子磁链和所述第二定子磁链之间的磁链偏差值。

3.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述电压磁链模型包括初始模型和非初始模型；

响应于所述当前时刻为初始时刻，所述检测方法进一步包括：

基于所述初始模型确定所述当前时刻的定子磁链为初始定子磁链。

4.如权利要求3所述的检测方法，其特征在于，响应于所述上一采样时刻为初始时刻，确定所述第一定子磁链进一步包括：

确定所述第一定子磁链为所述初始定子磁链；

确定所述当前时刻的定子磁链进一步包括：

至少以修正后的所述补偿值为所述非初始模型的输入确定当前时刻的定子磁链。

5.如权利要求3所述的检测方法，其特征在于，所述初始模型为：

以及

其中

ψ_sα(0)为α轴初始定子磁链，ψ_sβ(0)为β轴初始定子磁链，为所述永磁电机的转子永久磁铁磁通，θ为所述初始时刻的转子磁场位置。

6.如权利要求3所述的检测方法，其特征在于，响应于所述当前时刻和所述上一采样时刻均非初始时刻，确定所述第一定子磁链进一步包括：

基于所述非初始模型确定上一采样时刻的第一定子磁链；

确定所述当前时刻的定子磁链进一步包括：

至少以修正后的所述补偿值为所述非初始模型的输入确定当前时刻的定子磁链。

7.如权利要求3所述的检测方法，其特征在于，所述非初始模型为：

ψ_sα＝∫(u_sα-R_si_sα+Δψ_sα)；以及

ψ_sβ＝∫(u_sβ-R_si_sβ+Δψ_sβ)；其中

ψ_sα为α轴第一定子磁链，ψ_sβ为β轴第一定子磁链，u_sα为α轴定子电压，u_sβ为β轴定子电压，i_sα为α轴定子电流，i_sβ为β轴定子电流，R_s为定子电阻，Δψ_sα为α轴补偿值，Δψ_sβ为β轴补偿值。

8.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，确定所述第二定子磁链进一步包括：

获取α轴定子电流i_sα和β轴定子电流i_sβ；

根据转子磁场位置θ将所述α轴定子电流i_sα和β轴定子电流i_sβ转化为弱磁电流i_d和转矩电流i_q；

以所述弱磁电流i_d和转矩电流i_q为所述电流磁链模型的输入确定d轴磁链ψ_d和q轴磁链ψ_q；以及

根据所述转子磁场位置θ将所述d轴磁链ψ_d和q轴磁链ψ_q转化为α轴第二定子磁链和β轴第二定子磁链/>

9.如权利要求8所述的检测方法，其特征在于，所述电流磁链模型为：

以及

ψ_q＝L_qi_q；其中

为所述永磁电机的转子永久磁铁磁通，L_d为直轴电感，L_q为交轴电感。

10.如权利要求8所述的检测方法，其特征在于，根据转子磁场位置θ将所述α轴定子电流i_sα和β轴定子电流i_sβ转化为弱磁电流i_d和转矩电流i_q进一步包括：

i_d＝cosθ*i_sα+sinθ*i_sβ；以及

i_q＝-sinθ*i_sα+cosθ*i_sβ；

根据所述转子磁场位置θ将所述d轴磁链和q轴磁链转化为α轴第二定子磁链和β轴第二定子磁链/>进一步包括：

以及

11.一种永磁电机的转矩检测方法，其特征在于，包括：

根据如权利要求1-10中任意一项所述的永磁电机定子磁链的检测方法确定当前时刻的定子磁链；以及

基于所述定子磁链计算所述永磁电机的转矩。

12.一种永磁电机的转矩检测装置，其特征在于，包括：存储器；和

与所述存储器耦接的处理器，所述处理器配置为实现如权利要求11所述的永磁电机的转矩检测方法。

13.一种永磁电机定子磁链的检测装置，其特征在于，包括：存储器；和

与所述存储器耦接的处理器，所述处理器配置为实现如权利要求1-10中任意一项所述的永磁电机定子磁链的检测方法。

14.一种计算机可读介质，其上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令在由处理器执行时实施如权利要求1-10中任意一项所述永磁电机定子磁链的检测方法的步骤。