CN209342878U - 一种永磁同步电机mtpa参数自动标定系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于电机控制技术领域，提供了一种永磁同步电机MTPA参数自动标定系统，包括：永磁同步电机，与永磁同步电机通讯连接的电机控制器；测功机，与测功机通讯连接的测功机控制器，测功机的与永磁同步电机轴对轴安装于同一台架基板上；扭矩传感器，与永磁同步电机电连接；上位机，与电机控制器、测功机控制器及扭矩传感器通讯连接；高压电源，用于给电机控制器及测功机控制器供电。该标定方式可以直接利用原有的硬件设备及台架资源，不需要额外增加成本，该标定方式采用上位机自动控制，操作简单，容易上手，标定过程无需人工过多参与，大大减少了标定的工作量，同时对操作人员要求低，无需专业人员进行标定。

Description

一种永磁同步电机MTPA参数自动标定系统

技术领域

本实用新型属于永磁同步电机控制技术领域，提供了一种永磁同步电机MTPA参数自动标定系统。

背景技术

永磁同步电机具有体积小，效率高、重量轻等优点，目前广泛应用于电动汽车、机床伺服等领域。

永磁同步电机驱动控制主要采用的是矢量控制方式，提高了直流母线电压的利用率。矢量控制主要是对定子电流的控制，将定子电流变换到旋转坐标系中转换成id，iq两个分量，分别加以控制。为了满足对永磁同步电机的高效控制，使永磁同步电机效率高，负载能力强，对永磁同步电机定子电流控制要求以最小的电流输出最大的扭矩，即现在永磁同步电机控制中普遍采用的最大转矩电流比控制方式MTPA。

目前实现MTPA的方法有几种：一、在线计算，根据永磁同步电机电流方程、扭矩方程和永磁同步电机的电感参数，实时计算不同扭矩所需的id、iq值，此方法计算公式复杂、对处理芯片要求较高；二、离线计算，获取不同扭矩下MTPA对应的id、iq值，做成表格，供控制软件查表使用。这种方法实时性好，控制精度高，因为是事先计算好，所以不会增加处理芯片开销，仅仅增加一些存储空间。

离线通过公式计算MTPA表格数据，需要先获取准确的永磁同步电机dq轴电感Ld、Lq值，磁链等电机参数，才能计算出准确的MTPA表。然而由于永磁同步电机本身是一个强耦合、复杂的系统，不管是通过实验测量或者是电机仿真，获取的电机Ld、Lq和磁链参数都不会十分准确，会导致计算出的MTPA表也不会十分准备，这就需要校准MTPA表的id、iq表格。现有的MTPA表的校准大多是专业人士工手动校准，存在操作复杂且浪费人力资源。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种永磁同步电机MTPA参数自动标定系统，自动对MTPA表进行校准，无需人工的参与。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种永磁同步电机MTPA参数自动标定系统，该系统包括：

永磁同步电机，与永磁同步电机通讯连接的电机控制器；

测功机，与测功机通讯连接的测功机控制器，测功机的与永磁同步电机轴对轴安装于同一台架基板上；

扭矩传感器，与永磁同步电机电连接；

上位机，与电机控制器、测功机控制器及扭矩传感器通讯连接，上位机上集成有S7-300PLC控制器；

高压电源，用于给电机控制器及测功机控制器供电。

进一步的，测功机控制器及电机控制器通过CAN线与上位机通讯连接，扭矩传感器通过RS485线与上位机连接。

进一步的，上位机上设有显示单元，用于显示测功机的运行参数、永磁同步电机的运行参数及扭矩传感器的检测值。

进一步的，上位机将MTPA表中记录的各组id、iq值发送至测功机控制器；

测功机控制器基于上位机发送的id、iq值来控制测功机转动，测功机拖动永磁同步电机转动；

扭矩传感器实时检测永磁同步电机的实际转矩，并发送至上位机；

上位机基于实际转矩值与理论转矩值来调整id、iq值，并发送至测功机控制器，直至实际转矩值与理论转矩值的偏差位于误差容许范围，则记录当前的id、iq值及对应的转矩值。

本实用新型提供的永磁同步电机MTPA参数自动标定系统具有如下有益技术效果：

1.该标定方式可以直接利用原有的硬件设备(永磁同步电机及测功机)及台架资源，不需要额外增加成本。

2.该标定方式采用上位机自动控制，操作简单，容易上手，标定过程无需人工过多参与，大大减少了标定的工作量，同时对操作人员要求低，无需专业人员进行标定。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的永磁同步电机MTPA参数自动标定系统的结构示意图；

1.永磁同步电机、2.电机控制器、3.测功机、4.测功机控制器、5.扭矩传感器、6.上位机、7.高压电源柜。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

图1为本实用新型实施例提供的永磁同步电机MTPA参数自动标定系统的结构示意图，为了便于说明，仅示出于本实用新型实施例相关的部分。

该系统包括：

永磁同步电机1，与永磁同步电机1通讯连接的电机控制器2；

测功机3，与测功机3通讯连接的测功机控制器4，测功机3的与永磁同步电机1轴对轴安装于同一台架基板上；

扭矩传感器5，与永磁同步电机1电连接；

上位机6，与电机控制器2、测功机控制器4及扭矩传感器5通讯连接，上位机上集成有S7-300PLC控制器；

高压电源7，用于给电机控制器2及测功机控制器4供电；

上位机6将MTPA表中记录的各组id、iq值发送至测功机控制器4，上位机6内存储有MTPA表，记录了不同转矩下的id、iq理论值。

测功机控制器4基于上位机发送的id、iq值来控制测功机3转动，测功机3拖动永磁同步电机1转动；

扭矩传感器5实时检测永磁同步电机1的实际转矩，并发送至上位机6；

上位机6基于实际转矩值与理论转矩值来调整id、iq值，并发送至测功机控制器4，直至实际转矩值与理论转矩值的偏差位于误差容许范围，则记录当前的id、iq值及对应的转矩值。

在本实用新型实施例中，若扭矩传感器5检测到的实际转矩值大于id、iq值对应的理论转矩值，则减小id、iq值，若扭矩传感器5检测到的实际转矩值小于id、iq值对应的理论转矩值，则增大id、iq值。

在本实用新型中，测功机控制器4及电机控制器2通过CAN线与上位机6通讯连接，扭矩传感器5通过RS485线与上位机6连接；

在本实用新型中，所述上位机6上设有显示单元，用于显示测功机3的运行参数、永磁同步电机1的运行参数及扭矩传感器5的检测值。

本实用新型提供的永磁同步电机MTPA参数自动标定系统具有如下有益技术效果：

1.该标定方式可以直接利用原有的硬件设备(永磁同步电机及测功机)及台架资源，不需要额外增加成本。

2.该标定方式采用上位机自动控制，操作简单，容易上手，标定过程无需人工过多参与，大大减少了标定的工作量，同时对操作人员要求低，无需专业人员进行标定。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种永磁同步电机MTPA参数自动标定系统，其特征在于，所述系统包括：

永磁同步电机，与永磁同步电机通讯连接的电机控制器；

测功机，与测功机通讯连接的测功机控制器，测功机的与永磁同步电机轴对轴安装于同一台架基板上；

扭矩传感器，与永磁同步电机电连接；

上位机，与电机控制器、测功机控制器及扭矩传感器通讯连接；

高压电源，用于给电机控制器及测功机控制器供电。

2.如权利要求1所述永磁同步电机MTPA参数自动标定系统，其特征在于，测功机控制器及电机控制器通过CAN线与上位机通讯连接，扭矩传感器通过RS485线与上位机连接。

3.如权利要求1所述永磁同步电机MTPA参数自动标定系统，其特征在于，上位机上设有显示单元，用于显示测功机的运行参数、永磁同步电机的运行参数及扭矩传感器的检测值。

4.如权利要求1所述永磁同步电机MTPA参数自动标定系统，其特征在于，上位机将MTPA表中记录的各组id、iq值发送至测功机控制器；

测功机控制器基于上位机发送的id、iq值来控制测功机转动，测功机拖动永磁同步电机转动；

扭矩传感器实时检测永磁同步电机的实际转矩，并发送至上位机；

上位机基于实际转矩值与理论转矩值来调整id、iq值，并发送至测功机控制器，直至实际转矩值与理论转矩值的偏差位于误差容许范围，则记录当前的id、iq值及对应的转矩值。