CN115347827A - 永磁同步电机电阻的辨识方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种永磁同步电机电阻的辨识方法,包括:确定电机驱动板上的开关管的死区和压降,并测量得到电机反电动势系数,随电流变化的电机电感,测量电机初始电阻;在电机运行时,根据SVPWM和开关管的死区和压降计算得到电机输入电压;采样电机电流;根据电流得到电机电感;电机控制中会有电机电磁转速;计算反电动势E1;步骤4、计算反电动势E2;利用两种方法计算的反电动势的差值进行PI调节实现电机电阻辨识;本发明能在电机运行时对电阻进行实时辨识。
Description
技术领域
本发明涉及永磁同步电机技术领域,特别是一种永磁同步电机电阻的辨识方法。
背景技术
永磁同步电机大量应用于家电、工业等各领域。目前永磁同步电机控制主要采用无位置传感器的磁场定向控制(FOC)。这种控制方法对电机参数的准确性有较高要求。反电动势一般不发生变化,可以离线测定;电感一般随电流变化,也可以离线测定,控制时用当前电流推算出电感。绕组电阻随温度变化,而电机绕组一般没有温度传感器,所以当电机绕组电阻发生变后,无法直接测量。当前绕组电阻辨识一般是进行离线辨识,无法反映电机温度变化后的电阻,而要在电机运行时进行电阻辨识通常用到模型参考自适应的方法,过于复杂,计算量太大。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题,本发明的目的是提供一种永磁同步电机电阻的辨识方法,本发明能在电机运行时对电阻进行实时辨识。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:一种永磁同步电机电阻的辨识方法,包括以下步骤:
步骤1、确定电机驱动板上的开关管的死区和压降,并测量得到电机反电动势系数KE,随电流变化的电机电感Lq,测量电机初始电阻Rint;
步骤2、在电机运行时,根据SVPWM和开关管的死区和压降计算得到电机输入电压uα,uβ;采样电机电流iα,iβ;根据电流得到电机电感Lq;电机控制中会有电机电磁转速ωe;
步骤4、根据等式E2=KEωe计算反电动势E2;
步骤5、构造方程Rs=Ki∫(E1-E2)dt+Rint,Ki为积分调节系数,Ki可改变电阻辨识速度;
步骤6、重复2-5步实时跟随电阻的变化。
作为本发明的进一步改进,所述步骤5还包括:
为加快辨识速度,通过PI调节得到电阻辨识值Rs=Kp(E1-E2)+Ki∫(E1-E2)dt+Rint,其中,Kp为比例调节系数,使电阻Rs收敛至电阻的实际值,达到电阻辨识的效果,Kp和Ki根据实际辨识速度和震荡情况进行调整。
本发明的有益效果是:
本发明利用反电动势,绕组电压,输入电压的关系来辨识电机电阻;以及利用反电动势系数,输入电压,电机电感,电机电流和电机电磁转速来实时辨识电机电阻,然后利用两种方法计算的反电动势的差值进行PI调节实现电机电阻辨识,具有计算量小的特点。
附图说明
图1为本发明实施例永磁同步电机电阻辨识的控制***框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
实施例
如图1所示,一种永磁同步电机电阻的辨识方法,包括:
当永磁同步电机运行时,会产生反电动势,反电动势加上在电机绕组上的电压就等于电机的输入电压,E=U-Us,U为输入电压,Us为绕组上电压,E为反电动势。因此可通过输入电压、绕组电压计算得到反电动势。反电动势也可以通过电机反电动势系数和电机电磁转速计算得到。理论上,当电机参数都准确时,两种计算得到的反电动势相等,但当电阻发生变化后,利用输入电压和绕组电压计算得到反电动势会发生变化,从而导致两种方法出现差值,利用差值可以修正电阻。
输入电压可通过SVPWM得到,但考虑到开关管的死区和压降,需要对这部分电压进行补偿;绕组电压包含两部分,Us=Ur+Ul分别是电阻上的电压和电感上的电压,电感上的电压可根据电感量、转速和电流得到。电感量一般随电流变化,可预先测定,根据电阻和电流可以计算出电阻上电压。从而计算出反电动势。反电动势还可通过转速和反电动势系数计算得到,两种计算的差值就可以用来修正电阻。
具体包括以下步骤:
1、永磁同步电机在静止坐标系下的电压方程为根据静止坐标系的特点可假设来化简微分项,带入上面等式得到其中eα,eβ为反电动势,uα,uβ为输入电压,(Rsiα-ωeLqiβ)和(Rsiβ+ωeLqiα)为绕组电压。
2、在电机运行时,可根据SVPWM和开关管的死区和压降得到输入电压uα,uβ,采样电流得到iα,iβ,电压和电流均根据常规方法采样计算和坐标变换得到。运行时通过电机控制算法可得到电机电磁转速ωe,并设定一个电机电阻Rs,就可以计算出反电动势eα,eβ。
4、当Rs偏小时,E1会偏大,当Rs偏大时,E1会偏小,当Rs合适时E1和E2相等。可构造方程Rs=Ki∫(E1-E2)dt+Rint,Ki为积分系数,调整系数可改变电阻辨识速度;Rint为电阻初值,一般采用在常温下测量得到的电阻值。
5、为加快辨识速度可改为PI调节Rs=Kp(E1-E2)+Ki∫(E1-E2)dt+Rint,可使电阻Rs收敛至电阻的实际值,达到电阻辨识的效果。Kp和Ki根据实际辨识速度和震荡情况调整。
以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种永磁同步电机电阻的辨识方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1、确定电机驱动板上的开关管的死区和压降,并测量得到电机反电动势系数KE,随电流变化的电机电感Lq,测量电机初始电阻Rint;
步骤2、在电机运行时,根据SVPWM和开关管的死区和压降计算得到电机输入电压uα,uβ;采样电机电流iα,iβ;根据电流得到电机电感Lq;电机控制中会有电机电磁转速ωe;
步骤4、根据等式E2=KEωe计算反电动势E2;
步骤5、构造方程Rs=Ki∫(E1-E2)dt+Rint,Ki为积分调节系数,Ki可改变电阻辨识速度;
步骤6、重复2-5步实时跟随电阻的变化。
2.根据权利要求1所述的永磁同步电机电阻的辨识方法,其特征在于,所述步骤5还包括:
为加快辨识速度,通过PI调节得到电阻辨识值Rs=Kp(E1-E2)+Ki∫(E1-E2)dt+Rint,其中,Kp为比例调节系数,使电阻Rs收敛至电阻的实际值,达到电阻辨识的效果,Kp和Ki根据实际辨识速度和震荡情况进行调整。
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Cited By (1)
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CN116317770A (zh) * | 2023-02-03 | 2023-06-23 | 北京中科昊芯科技有限公司 | 离线辨识电机定子电阻的方法、控制电机的方法及介质 |
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CN116317770B (zh) * | 2023-02-03 | 2024-01-26 | 北京中科昊芯科技有限公司 | 离线辨识电机定子电阻的方法、控制电机的方法及介质 |
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