【CN109921709A】一种在线识别电机电感参数的方法及装置【专利】
一种永磁同步电机机械参数的在线辨识方法[发明专利]
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(10)申请公布号(43)申请公布日 (21)申请号 201510065322.9(22)申请日 2015.02.09H02P 21/14(2006.01)(71)申请人华中科技大学地址430074 湖北省武汉市洪山区珞喻路1037号(72)发明人艾武 陈科 陈冰 刘毅 贾彤起(74)专利代理机构华中科技大学专利中心42201代理人廖盈春(54)发明名称一种永磁同步电机机械参数的在线辨识方法(57)摘要本发明公开了一种永磁同步电机机械参数的在线辨识方法。
基于电机运动方程，首先通过获取的电机加速度信号、速度信号和实际输出的电流信号，求解电机运动方程；随后将求解得出的辨识参数投影到三维坐标系中，并将坐标等分成小区域，比较得出坐标系中的数据分布密度最大的区域；最后将该区域内的解求平均值，从而辨识电机本体的转动惯量、负载转动惯量、辨识时刻转速下的电机粘滞摩擦系数和负载转矩等电机的机械参数。
算法的计算量小，计算时间短，因而实现了对永磁同步电机机械参数的实时准确的在线辨识，能为电机控制提供更为准确可靠的机械参数。
(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书2页 说明书8页 附图3页(10)申请公布号CN 104639004 A (43)申请公布日2015.05.20C N 104639004A1.一种永磁同步电机机械参数的在线辨识方法，其特征在于，所述永磁同步电机带有负载转矩时，所述方法包括如下步骤：(1)连续采集N 组电机运行数据D 1～D N ，其中，第k 组电机运行数据D k ＝(αk ,ωk ,I qk )，αk 为第k 组电机转子角加速度，|αk |≤αmax ，αmax 为电机转子角加速度的额定值，ωk 为第k 组电机转子角速度，|ωk |≤ωmax ，ωmax 为电机转子角速度的额定值，I qk 为第k 组反馈电流，|I qk |≤I qmax ，I qmax 为反馈电流的额定值，k ＝1,2,...,N ；(2)根据N 组电机运行数据D 1～D N ，计算得到S 组机械参数T 1～T S ，其中，第i 组机械参数T i ＝(J i ,B i ,T di )，J i 为第i 组系统转动惯量，0＜J i ≤J max ，J max 为系统转动惯量额定值，B i 为第i 组电机粘滞摩擦系数，0＜B i ≤B max ，B max 为电机粘滞摩擦系数额定值，T di 为第i 组负载转矩，0＜T di ≤T dmax ，T dmax 为负载转矩额定值，i ＝1,2,...,S，S 为计算得到的机械参数的总组数；(3)将步骤(2)得到的各组机械参数投影到三维直角坐标系中，每组机械参数对应三维直角坐标系中的一个特征点，其中，各特征点的坐标由其对应的系统转动惯量、电机粘滞摩擦系数和负载转矩表示；(4)将三维直角坐标系中的所有特征点包含在立方体内，该立方体的棱边与三维直角坐标系的坐标轴平行或垂直，分别对该立方体的长、宽和高进行M 等分，得到M 3个子立方体，比较这些子立方体内包含的特征点数，将包含最多特征点的子立方体作为目标立方体；(5)分别对目标立方体内所有特征点对应的系统转动惯量、电机粘滞摩擦系数和负载转矩求平均，得到系统转动惯量、电机粘滞摩擦系数和负载转矩的辨识值，完成电机机械参数的辨识。
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( 12 )发明专利申请
(21)申请号 201910065239 .X
(22)申请日 2019 .01 .23
(71)申请人 四川虹美智能科技有限公司 地址 621050 四川省绵阳市涪城区九州大 道303号
(72)发明人 王声纲 潘军 陈跃 杨正 朱绯 任艳华 唐婷婷
( 54 )发明 名称 一种在线识别电机电感参数的方法及装置
( 57 )摘要 本发明 提供了在线识别电 机电 感参数的 方
法及装置 ，该方法包括 ：确定具有整数个 相同占 空比的第一集合和第二集合；将确定的各占空比 依次作为当前占 空比 ，针对定子三相中的各两 相：控制仅当前两相中一相上桥臂和另一相下桥 臂开启；根据当前占空比经逆变器将直流母线电 压进行高频斩波；第一集合包括当前占空比时 ， 读取电 流稳定前的 至 少两个时间 值 及 相应电 流 值；第二集合包括当前占空比时 ，根据电流稳定 后的电流值和母线电压值，计算针对当前两相和 当前占空比的电阻值；根据由全部电阻值而得的 相电阻 、至 少两个时间值及相应电 流值 ，计算针 对当前两相和当前占 空比的线电 感 ；根据全部线 电感计算电机电感参数。参数的在线识别能够保 证电机运行的稳定性。
计算线间电感正弦波的幅值和偏移量； 根据所述幅值和所述偏移量，计算电机电感参数；
所述公式三包括：
所述公式四包括：
其中 ，A0为所述幅值 ，C0为所述偏移量 ，LsAB为A相和B相的线电 感 ，且LsAB等于针对A相和B 相的 全部线电 感的 平均值 ，LsBC为B相和C 相的 线电 感 ，且LsBC等于针对B相和C 相的 全部线电 感的平均值，LsAC为A相和C相的线电感，且LsAC等于针对A相和C相的全部线电感的平均值。
(74)专利代理机构 济南信达专利事务所有限公 司 37100
代理人 李世喆
(51)Int .Cl . H02P 21/14(2016 .01) H02P 27/08(2006 .01) H02P 25/022(2016 .01)
(10)申请公布号 CN 109921709 A (43)申请公布日 2019.06.21
权利要求书3页 说明书12页 附图3页
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1 .一种在线识别电机电感参数的方法，其特征在于，包括： 确定包括有至少一个占空比的第一占空比集合、包括有至少一个占空比的第二占空比 集合，所述第一占空比集合和所述第二占空比集合中相同占空比的个数为整数； 将确定的每一个占空比依次作为当前占空比 ，并针对所述当前占空比和定子三相中的 每一个两相均执行： 控制当前两 相中 ，一 相的 上桥臂和另一 相的 下桥臂均开 启，以 及控制剩余的 每一个桥 臂均关断 ； 根据所述当前占空比 ，通过逆变器将直流母线电压进行高频斩波，以得到等效的直流 低压； 所述第一占 空比 集合包括所述当前占 空比 时 ，读取电 流稳定前的至少两个时间值和每 一个所述时间值时对应的电流值； 所述第二占空比集合包括所述当前占空比时 ，根据电流稳定后的电流值和母线电压 值，计算针对所述当前两相和所述当前占空比的电阻值； 根据相电 阻 、所述至 少两个时间值及相应电 流值 ，计算针对所述当前两 相和所述当前 占空比的线电感，其中，所述相电阻根据计算出的全部电阻值而计算获得； 根据计算出的全部线电感，计算电机电感参数。 2 .根据权利要求1所述的方法，其特征在于， 所述相电阻为计算出的全部电阻值的平均值； 和/或， 所述计算针对所述当前两 相和所述当前占 空比 的电 阻 值 ，包括 ：根据公式一计算针对 所述当前两相和所述当前占空比的电阻值；
5 .根据权利要求4所述的方法，其特征在于， 所述根据所述幅值和所述偏移量，计算电机电感参数，包括：根据公式五计算d轴电感； 所述公式五包括：Ld＝(C0-A0)/2，其中，Ld为所述d轴电感； 和/或， 所述根据所述幅值和所述偏移量，计算电机电感参数，包括：根据公式六计算q轴电感； 所述公式六包括：Lq＝(C0+A0)/2，其中，Lq为所述q轴电感。 6 .一种在线识别电机电感参数的装置，其特征在于，包括： 确定单元 ，用于 确定包括有至 少一个占 空比 的 第一占 空比 集合 、包括有至 少一个占 空 比的第二占空比集合，所述第一占空比集合和所述第二占空比集合中相同占空比的个数为 整数； 处理单元，用于将确定的每一个占空比依次作为当前占空比 ，并针对所述当前占空比 和定子三 相中的 每一个两相均执行 ：控制当前两相中 ，一相的上桥臂和另一相的下桥臂均 开启，以及控制剩余的每一个桥臂均关断；根据所述当前占空比 ，通过逆变器将直流母线电 压进行高频斩波 ，以得到等效的直流低压 ；所述第一占 空比 集合包括所述当前占 空比时 ，读 取电流稳定前的至少两个时间值和每一个所述时间值时对应的电流值；所述第二占空比集 合包括所述当前占 空比 时 ，根据电 流稳定后的电 流值和母线电 压值 ，计算针对所述当前两 相和所述当前占空比的电阻值；根据相电阻、所述至少两个时间值及相应电流值，计算针对 所述当前两相和所述当前占 空比的 线电 感 ，其中 ，所述相电 根据计算出的 全部电阻 值而 计算获得；根据计算出的全部线电感，计算电机电感参数。 7 .根据权利要求6所述的在线识别电机电感参数的装置，其特征在于， 所述处理单元，用于确定所述相电阻为计算出的全部电阻值的平均值； 和/或， 所述处理单元，用于根据公式一计算针对所述当前两相和所述当前占空比的电阻值；
所述公式二包括：
其中 ，ΔI为所述目标时间值对应的电 流值减去所述当前时间值对应的电 流值的差值 ， k为所述当前占空比 ，U为所述电流稳定后的母线电压值，Rs为所述相电阻 ，Ls为针对所述当
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前两相和所述当前占空比的线电感，Δt为所述目标时间值减去所述当前时间值的差值。 4 .根据权利要求1至3中任一所述的方法，其特征在于， 所述定子三相包括A相、B相和C相； 所述根据计算出的 全部线电 感 ，计算电 机电 感参数 ，包括 ：根据公式三 和公式四 ，分 别
所述公式一包括：
其中，R为针对所述当前两相和所述当前占空比的电阻值，k为所述当前占空比 ，U为所 述电流稳定后的母线电压值，I为所述电流稳定后的电流值。
3 .根据权利要求1所述的方法，其特征在于， 所述根据相电 阻 、所述至 少两个时间值及相应电 流值 ，计算针对所述当前两 相和所述 当前占空比的线电感，包括： 将所述至少两个时间值中的每一个时间值依次作为目标时间值，并针对所述目标时间 值 和所述至 少两个时间值中晚 于所述目 标时间值的 每一个目 标时间值 ，均执行 ：根据公式 二，计算针对当前时间值和所述目标时间值的第一线电感； 确定针对所述当前两相和所述当前占 空比 的 线电 感 ，为计算出的 全部第一线电 感的 平 均值；