CN105262399A - 电感测量方法、控制方法、电感测量装置及控制*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种永磁同步电机(permanent?magnet?synchronous?motor,PMSM)的电感的测量方法,其包括以下步骤:PMSM停机时向PMSM的D轴或Q轴注入电流矢量,注入的电流矢量通过电流环PI调节器以得到PMSM的D轴或Q轴电压;PMSM的D轴或Q轴电压经过Clarke和Park逆变换单元、空间矢量脉宽调制(Space?Vector?Pulse?Width?Modulation,SVPWM)单元及电压型逆变器用于得到PMSM的三相电流;PMSM的三相电流经PMSM的驱动控制***的Park和Clark变换单元得到PMSM的D轴或Q轴反馈电流,并计算得到PMSM的D轴或Q轴磁链;根据PMSM的D轴或Q轴反馈电流及D轴或Q轴反馈电流计算得到PMSM的D轴或Q轴电感。本发明的测量方法利用PMSM的驱动控制***测量电感,操作方便且成本降低。本发明还公开了一种PMSM的控制方法、PMSM的电感的测量装置及控制***。
Description
技术领域
本发明涉及永磁同步电机(permanentmagnetsynchronousmotor,PMSM)的自适应控制领域,特别涉及一种PMSM的电感的测量方法、控制方法、电感测量装置及控制***。
背景技术
PMSM的电感是PMSM自适应控制中的重要参数,然而,目前PMSM的电感的测量需要将PMSM从应用环境中拆除出来,例如将PMSM与驱动控制***及负载拆除,并用专用的测量装置进行测量。如此,一来操作繁杂不方便,二来需要采用额外的测量装置,成本增加。
发明内容
本发明的目的旨在至少解决上述的技术缺陷之一。
为此,本发明的一个目的在于提出一种电感的测量方法、控制方法、电感的测量装置及控制***。
本发明实施方式的一种测量方法,用于测量PMSM的电感,所述PMSM与驱动控制***连接,所述驱动控制***包括电流环PI调节器、与所述电流环PI调节器连接的Clarke和Park逆变换单元、与所述Clarke和Park逆变换单元连接的空间矢量脉宽调制(SpaceVectorPulseWidthModulation,SVPWM)单元、与所述SVPWM单元及所述PMSM连接的电压逆变器及与所述PMSM连接的Clarke和Park变换单元,其特征在于,所述测量方法包括以下步骤:
在所述PMSM停机时向所述PMSM的D轴或Q轴注入电流矢量;
所述电流环PI调节器根据所述PMSM的D轴或Q轴电流矢量计算所述PMSM的D轴电压或Q轴电压;
所述Clarke和Park逆变换单元、所述SVPWM单元及所述电压逆变器用于处理所述PMSM的D轴电压或Q轴电压以得到所述PMSM的三相电流;
所述Clarke和Park变换单元根据所述PMSM的三相电流得到所述PMSM的D轴或Q轴反馈电流;
根据所述PMSM的D轴或Q轴电压、所述PMSM的D轴或Q轴反馈电流、所述PMSM的定子电阻及所述PMSM的载波周期计算得到所述PMSM的D轴或Q轴磁链;及
根据所述PMSM的D轴或Q轴反馈电流和所述PMSM的D轴或Q轴磁链计算所述PMSM的D轴或Q轴电感。
本发明测量方法利用所述PMSM的驱动控制***测量所述电感,因此,测量时无需将所述PMSM与所述驱动控制***拆除,使得测量方便。另外,由于采用所述驱动控制***来测量所述电感,所述测量方法无需采用额外的测量装置,仅需要增加计算模块(例如增加程序模块)即可实现所述电感的测量,因此,可以降低成本。
在某些实施方式中,当求所述PMSM的D轴电感时,注入所述PMSM的D轴电流矢量为高频正弦电流,所述PMSM的Q轴电流矢量为0;当求所述PMSM的Q轴电感时,注入所述PMSM的Q轴电流矢量为高频正弦电流,所述PMSM的D轴电流矢量为0。不同时向所述PMSM的D轴或Q轴注入电流矢量以消除磁链交叉耦合现象的产生。
在某些实施地方式中,所述PMSM的D轴或Q轴磁链采用离散磁链算法计算,并采用以下公式:
Ψdn=(DV-Id_fbk*Rs)*Ts+Ψdn-1-Xd;及
Ψqn=(QV-Iq_fbk*Rs)*Ts+Ψqn-1-Xq;
其中,Ψdn为所述PMSM当前次的D轴磁链,Ψdn-1为所述PMSM前一次的D轴磁链,DV为所述PMSM的D轴电压,Id_fbk为所述PMSM的D轴反馈电流,Xd为所述离散算法的积分效应引起的D轴磁链平均直流分量,Rs为所述PMSM的定子电阻,Ts为所述SVPWM单元的载波周期,Ψqn为所述PMSM当前次的Q轴磁链,Ψqn-1为所述PMSM前一次的Q轴磁链,QV为所述PMSM的Q轴电压,Iq_fbk为所述PMSM的Q轴的反馈电流,Xq为所述离散算法的积分效应引起的Q轴磁链平均直流分量。
在某些实施方式中,所采用的所述离散算法的积分效应引起的直流分量会影响计算结果的准确性。为此,计算所述D轴磁链和Q轴磁链时,可以采用高通滤波器消除由所述离散算法的积分效应引起的所述PMSM的D轴或Q轴磁链平均直流分量。
在某些实施方式中,消除由所述离散算法的积分效应引起的所述PMSM的D轴或Q轴磁链平均直流分量后所述PMSM的D轴或Q轴磁链根据以下公式计算:
Ψdn=(DV-Id_fbk*Rs)*Ts+Ψdn-1;及
Ψqn=(QV-Iq_fbk*Rs)*Ts+Ψqn-1
其中,Ψdn为所述PMSM当前次的D轴磁链,Ψdn-1为所述PMSM前一次的D轴磁链,DV为所述PMSM的D轴电压,Id_fbk为所述PMSM的D轴反馈电流,Rs为所述PMSM的定子电阻,Ts为所述PMSM的载波周期,Ψqn为所述PMSM当前次的Q轴磁链,Ψqn-1为所述PMSM前一次的Q轴磁链,QV为所述PMSM的Q轴电压,Iq_fbk为所述PMSM的Q轴的反馈电流。
消除直流分量后计算得到的所述PMSM的稳定的D轴和Q轴磁链值用于计算所述PMSM的D轴电感和Q轴电感。
在某些实施方式中,所述PMSM的D轴或Q轴电感根据以下公式计算:
或Ld≈(Ψdmax-Ψdmin)/(Id_max-Id_average);及
Lq≈(Ψqmax-Ψq_average)/Iq_max;
或Lq≈Ψqmax/Iq_max;
其中,Ψdmax为所述PMSM的D轴磁链最大值,Ψdmin为所述PMSM的D轴磁链最小值,Id_max为所述PMSM的D轴反馈电流最大值,Id_average为所述PMSM的D轴反馈电流平均值,Ld为所述PMSM的D轴电感,Ψqmax为所述PMSM的Q轴磁链最大值,Ψq_average为所述PMSM的Q轴磁链平均值,Iq_max为所述PMSM的Q轴反馈电流最大值,Lq为所述PMSM的Q轴电感。
在某些实施方式中,所述测量方法中所述PMSM的转子初始位置θ不变。
本发明的实施例还提出了一种PMSM的控制方法,其中,包括以下步骤:
根据所述测量方法测量所述PMSM的D轴及Q轴电感;及
根据所述PMSM的电感对所述PMSM进行控制。
本发明的实施例又提出了一种测量装置,用于测量PMSM的电感,其中,包括:
电流环PI调节器,所述电流环PI调节器用于得到所述PMSM的D轴或Q轴电流矢量并根据所述PMSM的D轴或Q轴电流矢量计算所述PMSM的D轴电压或Q轴电压;
与所述电流环PI调节器连接的Clarke和Park逆变换单元,所述Clarke和Park逆变换单元用于得到两相静止α-β坐标系下的电压Uα和Uβ;
与所述Clarke和Park逆变换单元连接的SVPWM单元,所述SVPWM单元用于产生六路控制信号;
与所述SVPWM单元及所述PMSM连接的电压逆变器,所述电压逆变器产生三相电流驱动所述PMSM;
Clarke和Park变换单元,所述Clarke和Park变换单元用于根据所述PMSM的三相电流变换得到所述PMSM的D轴或Q轴反馈电流;
与所述电流环PI调节器及所述Clarke和Park变换单元连接的计算模块,用于根据所述PMSM的D轴或Q轴电压、所述PMSM的D轴或Q轴反馈电流、所述PMSM的定子电阻及所述PMSM的载波周期计算得到所述PMSM的D轴或Q轴磁链及根据所述PMSM的D轴或Q轴反馈电流和所述PMSM的D轴或Q轴磁链计算所述PMSM的D轴或Q轴电感。
如此,通过所述的测量装置实现对所述PMSM的电感进行测量。
在某些实施方式中,所述电流PI调节器可以是改进型电流PI调节器。
在某些具体实施方式中,在注入高频正弦信号时,使用错误的电流PI调节器时,错误的电流PI调节器的带宽会导致PMSM的D轴和Q轴的反馈电流无法达到预期值,由此PMSM的D轴和Q轴的电感参数便无法获得。采用改进型电流PI调节器可以更容易的实现电流调节器中的比例系数和积分系数的整定,能够更好地用于PMSM自适应控制领域
在某些实施方式中,所述测量装置是所述PMSM的控制***的一部分。
如此,不用增加额外的电控硬件便可实现对所述PMSM电感参数的测量。同时,测量所述PMSM的电感也无需将电机拆放到实验操作台。本发明的检测装置及测量方法简单易行。
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
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1为本发明实施方式的用于测量PMSM电感的测量方法的流程图;
图2为本发明实施方式的用于测量PMSM电感的测量装置;
图3为本发明实施方式的PMSM的磁链波形图;及
图4为本发明实施方式的用于PMSM的控制方法的流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式,所述实施方式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方式是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。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一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接或可以相互通讯;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开,下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然,它们仅仅为示例,并且目的不在于限制本发明。此外,本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母,这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外,本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子,但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
请参阅图1,图1为本发明实施方式的用于测量PMSM电感的测量方法的流程图。本发明实施方式的PMSM电感测量方法包括以下步骤:
S1,PMSM停机时,向PMSM的D轴和Q轴注入电流矢量。
当求PMSM的D轴电感时,PMSM的D轴电流矢量为高频正弦电流,PMSM的Q轴电流矢量为0;当求PMSM的Q轴电感时,PMSM的Q轴电流矢量为高频正弦电流,PMSM的D轴电流矢量为0。具体的,向Q轴注入的电流矢量可以为Iq_ref=A*sin(ωt),向D轴注入的电流矢量可以为Id_ref=A+A*sin(ωt)。
在某些具体实施方式中,PMSM在停机时,转子的转速为零,由此PMSM的D轴和Q轴电压的计算与转子的转速无关。
S2,通过电流环PI调节器后得到电机的D轴和Q轴电压。
即在步骤S1中,向PMSM的D轴和Q轴注入电流矢量通过电流环PI调节器后得到D轴的电压和Q轴的电压。
在某些具体实施方式中,电流环PI调节器的输出端连接到Clarke和Park逆变换单元的输入端。Clark与Park逆变换单元的输出端连接到正交矢量脉宽调制(SVPWM)单元的输入端。SVPWM单元中六个功率开关管的状态信号输出端同时连接电压逆变器的功率开关管状态信号输入端。SVPWM单元产生六路控制信号用于驱动电压逆变器。电压逆变器的三相电流输出端分别与电机的三相电流输入端对应连接。
S3,PMSM的三相电流经过Park和Clark变换单元得到D轴反馈电流和Q轴反馈电流,并计算D轴磁链和Q轴磁链。
在某些具体的实施方式中,PMSM的三相电流与Park和Clarke变换单元连接,三相电流经过Park和Clarke变换后得到D轴和Q轴的反馈电流。
根据本发明的一个实施方式,PMSM的D轴或Q轴磁链采用离散磁链算法计算,并采用以下公式:
Ψdn=(DV-Id_fbk*Rs)*Ts+Ψdn-1-Xd;(1)及
Ψqn=(QV-Iq_fbk*Rs)*Ts+Ψqn-1-Xq;(2)
其中,Ψdn为PMSM当前次的D轴磁链,Ψdn-1为PMSM前一次的D轴磁链,DV为PMSM的D轴电压,Id_fbk为PMSM的D轴反馈电流,Xd为离散算法的积分效应引起的D轴磁链平均直流分量,Rs为PMSM的定子电阻,Ts为SVPWM单元的载波周期,Ψqn为PMSM当前次的Q轴磁链,Ψqn-1为PMSM前一次的Q轴磁链,QV为PMSM的Q轴电压,Iq_fbk为PMSM的Q轴的反馈电流,Xq为离散算法的积分效应引起的Q轴磁链平均直流分量。
在某些具体实施方式中,所采用的离散磁链算法的积分效应会产生直流分量,所产生的直流分量会影响PMSM的D轴和Q轴磁链计算的准确性,进而影响PMSM的D轴和Q轴电感的准确性。
因此,在某些具体实施方式中,计算D轴磁链和Q轴磁链时,采用高通滤波器消除D轴或Q轴磁链平均直流分量。消除D轴或Q轴磁链平均直流分量后,PMSM的D轴或Q轴磁链根据以下公式计算:
Ψdn=(DV-Id_fbk*Rs)*Ts+Ψdn-1;(3)及
Ψqn=(QV-Iq_fbk*Rs)*Ts+Ψqn-1;(4)
其中,Ψdn为PMSM当前次的D轴磁链,Ψdn-1为PMSM前一次的D轴磁链,DV为PMSM的D轴电压,Id_fbk为PMSM的D轴反馈电流,Rs为PMSM的定子电阻,Ts为PMSM的载波周期,Ψqn为PMSM当前次的Q轴磁链,Ψqn-1为PMSM前一次的Q轴磁链,QV为PMSM的Q轴电压,Iq_fbk为PMSM的Q轴的反馈电流。
采用磁链离散算法计算PMSMD轴磁链和Q轴磁链时,在消除了算法的积分效应引起的磁链平均直流分量后可以计算得到稳定的D轴和Q轴磁链。
此外,在计算电机D轴和Q轴磁链的过程中,计算所需的电流环PI调节器输出的PMSM的D轴和Q轴电压、Park和Clarke变换单元输出的PMSM的D轴和Q轴反馈电流、PMSM的定子电阻及PMSM的载波周期皆为实时检测值。
S4,根据D轴和Q轴的电压及D轴和Q轴的反馈电流计算得到电机的D轴电感和Q轴电感。
在某些具体实施方式中,根据PMSM的D轴和Q轴电压、D轴和Q轴的反馈电流、电机的定子电阻及载波的周期计算得到电机的D轴和Q轴的磁链。根据电机的D轴及Q轴的反馈电流和电机的D轴及Q轴的磁链计算PMSM的D轴和Q轴电感。
在某些具体的实施方式中,可以将计算得到的电机的D轴电感和Q轴电感写入寄存器以实时更新电机的电感,使其逼近实际值,以作为控制参数来对电机进行精准控制,避免了通过寄存器设置固定的D轴电感和Q轴电感作为控制参数对电机进行控制而带来的控制不精准的问题。
根据本发明的一个实施方式,电机的D轴电感可以根据下述公式(5)或(6)计算得到,电机Q轴电感可以根据下述公式(7)或(8)计算得到:
Ld≈(Ψdmax-Ψdmin)/(Id_max-Id_average);(6)及
Lq≈(Ψqmax-Ψq_average)/Iq_max;(7)
Lq≈Ψqmax/Iq_max;(8)
其中,Ψdmax为PMSM的D轴磁链最大值,Ψdmin为PMSM的D轴磁链最小值,Id_max为PMSM的D轴反馈电流最大值,Id_average为PMSM的D轴反馈电流平均值,Ld为PMSM的D轴电感,Ψqmax为PMSM的Q轴磁链最大值,Ψq_average为PMSM的Q轴磁链平均值,Iq_max为PMSM的Q轴反馈电流最大值,Lq为PMSM的Q轴电感。
在某些具体实施方式中,提出一种PMSM的控制***,包括PMSM电感的测量装置。PMSM电感的测量装置可以包括计算模块,计算模块可以根据上述的公式(3)和(4)计算PMSMD轴的磁链和Q轴的磁链。计算模块还可以根据上述的公式(5)或(6)计算D轴的电感,(7)或(8)计算Q轴的电感。
请参阅图2,图2为本发明实施方式的用于测量PMSM电感的测量装置。
如图2所示根据本发明一个实施方式的PMSM电感的测量装置,用于测量PMSM的电感,测量装置包括:电流环PI调节器10和20,电流环PI调节器10和20根据PMSM70的D轴或Q轴电流矢量得到PMSM70的D轴电压或Q轴电压;Clarke和Park逆变换单元30,Clarke和Park逆变换单元的输出端与SVPWM单元40的输出端相连,Clarke和Park逆变换单元30用于得到两相静止α-β坐标系下的电压Uα和Uβ;SVPWM单元40,Park逆变换单元30的输出端与SVPWM单元40的输入端连接,SVPWM单元40用于产生六路控制信号;电压逆变器50,SVPWM单元40的输出端与电压逆变器50的输入端连接,电压逆变器50的输出端与PMSM70的三相输入端连接,电压逆变器50用于产生控制定子三相对称绕组的实际电流;PMSM70,逆变器的输出端用于驱动PMSM70;Clarke和Park变换单元60,Clarke和Park变换单元60根据PMSM70的三相电流得到PMSM70的D轴或Q轴反馈电流。
如此,通过所述的测量装置实现对所述PMSM的电感进行测量。
在某些实施方式中,电流PI调节器10和20可以是整定型电流PI调节器。
如此,采用整定型电流PI调节器可以实现电流调节器中的比例系数和积分系数的自整定,能够更好地用于PMSM的自适应控制领域
在某些具体的实施方式中,如图2所示,电机的三相电流IA、IB和IC与Park和Clarke变换单元60连接,三相电流经过变换后得到D轴和Q轴的反馈电流。
在某些具体的实施方式中,Clarke和Park逆变换单元30及Clark与Park变换单元60每次变换所需的PMSM70转子位置角度θ是不变的。如此,每次进行Clarke和Park逆变换及Clark与Park变换的角度是统一的,这样保证了电机在计算D轴电感和Q轴电感的过程中电机的转子位置是不变的。鉴于电机的转子位置会影响电机的电感参数。转子在不同的位置时,磁路的磁导也不同,因此电机电感参数会随着转子位置的变化而变化。如此,可以提高电机的D轴电感参数和Q轴电感参数的准确性,从而便于实现对电机的精准控制。
请参阅图3,图3为本发明实施方式的PMSM的磁链波形图。
在某些具体实施方式中,计算PMSM的D轴磁链和Q轴磁链时,需要消除有算法积分效应产生的直流分量。
请参阅图3中的图(a),图(a)为在某具体实施方式中未消除直流分量的磁链观测结果。未消除直流分量无法观测到稳定的磁链。因此,在某些具体实施方式中,可以设计高通滤波器,将磁链的直流分量消除。
请参阅图3中的图(b),图(b)为在某具体实施方式中消除直流分量后的磁链观测结果。如图(b)显示观测到稳定的磁链。稳定的磁链便于计算得到更加准确的PMSM的D轴和Q轴电感参数。
请参阅图4,图4为本发明实施方式的用于PMSM的控制方法的流程图。电机的控制方法包括S100和S200两个步骤:
S100,根据上述的PMSM电感的测量方法获取电机的电感。
S200,根据电机的电感对电机进行控制。
根据本发明实施方式的PMSM的控制方法,通过上述的PMSM电感的测量方法获取PMSM的电感,并根据PMSM的电感对PMSM进行控制。
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微处理器中,该程序在执行时,包括方法实施例的步骤之一或其组合。
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 (10)
1.一种测量方法,用于测量永磁同步电机(permanentmagnetsynchronousmotor,PMSM)的电感,所述PMSM与驱动控制***连接,所述驱动控制***包括电流环PI调节器、与所述电流环PI调节器连接的Clarke和Park逆变换单元、与所述Clarke和Park逆变换单元连接的空间矢量脉宽调制(SpaceVectorPulseWidthModulation,SVPWM)单元、与所述SVPWM单元及所述PMSM连接的电压逆变器及与所述PMSM连接的Clarke和Park变换单元,其特征在于,所述测量方法包括以下步骤:
在所述PMSM停机时向所述PMSM的D轴或Q轴注入电流矢量;
所述电流环PI调节器根据所述PMSM的D轴或Q轴电流矢量计算所述PMSM的D轴电压或Q轴电压;
所述Clarke和Park逆变换单元、所述SVPWM单元及所述电压逆变器用于处理所述PMSM的D轴电压或Q轴电压以得到所述PMSM的三相电流;
所述Clarke和Park变换单元根据所述PMSM的三相电流得到所述PMSM的D轴或Q轴反馈电流;
根据所述PMSM的D轴或Q轴电压、所述PMSM的D轴或Q轴反馈电流、所述PMSM的定子电阻及所述PMSM的载波周期计算得到所述PMSM的D轴或Q轴磁链;及
根据所述PMSM的D轴或Q轴反馈电流和所述PMSM的D轴或Q轴磁链计算所述PMSM的D轴或Q轴电感。
2.如权利要求1所述的测量方法,其特征在于,
当求所述PMSM的D轴电感时,注入所述PMSM的D轴电流矢量为高频正弦电流,所述PMSM的Q轴电流矢量为0;及
当求所述PMSM的Q轴电感时,注入所述PMSM的Q轴电流矢量为高频正弦电流,所述PMSM的D轴电流矢量为0。
3.如权利要求1所述的测量方法,其特征在于,所述PMSM的D轴或Q轴磁链采用离散磁链算法计算,并采用以下公式:
Ψdn=(DV-Id_fbk*Rs)*Ts+Ψdn-1-Xd;及
Ψqn=(QV-Iq_fbk*Rs)*Ts+Ψqn-1-Xq;
其中,Ψdn为所述PMSM当前次的D轴磁链,Ψdn-1为所述PMSM前一次的D轴磁链,DV为所述PMSM的D轴电压,Id_fbk为所述PMSM的D轴反馈电流,Xd为所述离散算法的积分效应引起的D轴磁链平均直流分量,Rs为所述PMSM的定子电阻,Ts为所述SVPWM单元的载波周期,Ψqn为所述PMSM当前次的Q轴磁链,Ψqn-1为所述PMSM前一次的Q轴磁链,QV为所述PMSM的Q轴电压,Iq_fbk为所述PMSM的Q轴的反馈电流,Xq为所述离散算法的积分效应引起的Q轴磁链平均直流分量。
4.如权利要求3所述的测量方法,其特征在于,所述测量方法采用高通滤波器消除所述D轴或Q轴磁链平均直流分量,所述PMSM的D轴或Q轴磁链根据以下公式计算:
Ψdn=(DV-Id_fbk*Rs)*Ts+Ψdn-1;及
Ψqn=(QV-Iq_fbk*Rs)*Ts+Ψqn-1;
其中,Ψdn为所述PMSM当前次的D轴磁链,Ψdn-1为所述PMSM前一次的D轴磁链,DV为所述PMSM的D轴电压,Id_fbk为所述PMSM的D轴反馈电流,Rs为所述PMSM的定子电阻,Ts为所述PMSM的载波周期,Ψqn为所述PMSM当前次的Q轴磁链,Ψqn-1为所述PMSM前一次的Q轴磁链,QV为所述PMSM的Q轴电压,Iq_fbk为所述PMSM的Q轴的反馈电流。
5.如权利要求1所述的测量方法,其特征在于,所述PMSM的D轴或Q轴电感根据以下公式计算:
或Ld≈(Ψdmax-Ψdmin)/(Id_max-Id_average);及
Lq≈(Ψqmax-Ψq_average)/Iq_max;
或Lq≈Ψqmax/Iq_max;
其中,Ψdmax为所述PMSM的D轴磁链最大值,Ψdmin为所述PMSM的D轴磁链最小值,Id_max为所述PMSM的D轴反馈电流最大值,Id_average为所述PMSM的D轴反馈电流平均值,Ld为所述PMSM的D轴电感,Ψqmax为所述PMSM的Q轴磁链最大值,Ψq_average为所述PMSM的Q轴磁链平均值,Iq_max为所述PMSM的Q轴反馈电流最大值,Lq为所述PMSM的Q轴电感。
6.如权利要求1-5任一项所述的测量方法,其特征在于,所述测量方法中所述PMSM的转子初始位置θ不变。
7.一种控制方法,用于控制PMSM,其特征在于,所述控制方法包括以下步骤:
根据如权利要求1-6中任一项所述测量方法测量所述PMSM的D轴及Q轴电感;及
根据所述PMSM的电感对所述PMSM进行控制。
8.一种测量装置,用于测量PMSM的电感,其特征在于,包括:
电流环PI调节器,所述电流环PI调节器用于接收所述PMSM的D轴或Q轴电流矢量并根据所述PMSM的D轴或Q轴电流矢量计算所述PMSM的D轴电压或Q轴电压;
与所述电流环PI调节器连接的Clarke和Park逆变换单元,所述Clarke和Park逆变换单元用于得到两相静止α-β坐标系下的电压Uα和Uβ;
与Clarke和Park逆变换单元连接的SVPWM单元,所述SVPWM单元用于产生六路控制信号;
与所述SVPWM单元及所述PMSM连接的电压逆变器,所述电压逆变器产生三相电流驱动所述PMSM;
Clarke和Park变换单元,所述Clarke和Park变换单元用于根据所述PMSM的三相电流得到所述PMSM的D轴或Q轴反馈电流;
与所述电流环PI调节器及所述Clarke和Park变换单元连接的计算模块,用于根据所述PMSM的D轴或Q轴电压、所述PMSM的D轴或Q轴反馈电流、所述PMSM的定子电阻及所述PMSM的载波周期计算得到所述PMSM的D轴或Q轴磁链及根据所述PMSM的D轴或Q轴反馈电流和所述PMSM的D轴或Q轴磁链计算所述PMSM的D轴或Q轴电感。
9.如权利要求8所述的测量装置,其特征在于,所述电流PI调节器可以是改进型电流PI调节器。
10.一种控制***,用于控制PMSM,其特征在于,所述控制***包括如权利要求8-9任意一项所述的测量装置。
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