同步电机电感检测方法和装置转让专利
申请号 : CN201911159522.5
文献号 : CN110943660B
文献日 : 2021-07-02
发明人 : 骆鹏 , 黎国才 , 徐益飞 , 张志鑫
申请人 : 苏州伟创电气科技股份有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种同步电机电感检测方法,其特征在于,所述方法包括:对所述电机施加第一电压角度的直流电压,使电机转子定位在所述第一电压角度;
按照第一预设规则对所述电机施加第一组脉冲电压,获取所述电机在所述第一组脉冲电压对应的第一时间段内产生的参考电流,所述第一组脉冲电压为参考电压角度的脉冲电压;
判断所述参考电流是否大于等于预定电流;
当所述参考电流大于等于所述预定电流时,获取所述电机在第二电压角度上所述参考电流对应的电感;
其中,所述第二电压角度为所述参考电压角度与所述第一电压角度的差值;
按照第一预设规则对所述电机施加第一组脉冲电压,获取所述电机在所述第一组脉冲电压对应的第一时间段内产生的参考电流,包括:对所述电机施加第二电压角度的第一脉冲电压,所述第一电压脉冲的脉宽为第一时长、幅值为母线电压,
在所述第一电压脉冲下降沿对应的时刻,获取所述电机在第二电压角度上的第一电流,
当所述第一电流下降为零时,对所述电机施加第三电压角度的第二脉冲电压,所述第三电压角度与所述第二电压角度相差180度,所述第二脉冲电压的脉宽和幅值分别与所述第一脉冲电压相同,
在所述第二电压脉冲下降沿对应的时刻,获取所述电机在第二电压角度上的第二电流,
所述第一电流和所述第二电流作为所述第一时间段内的参考电流,所述第二电压角度作为所述参考电压角度。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,当所述参考电流小于所述预定电流时,所述方法还包括:
按照第二预设规则对所述电机施加第二组脉冲电压,获取所述电机在所述第二组脉冲电压对应的第二时间段内产生的第二参考电流,将所述第二参考电流作为所述参考电流。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述第二预设规则对与所述第一预设规则的区别在于施加的脉冲电压脉宽不同,且按照所述第二预设规则施加的脉冲电压脉宽大于按照所述第一预设规则施加的脉冲电压脉宽。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,对所述电机施加第一电压角度的直流电压,使电机转子定位在所述第一电压角度,包括:通过电流闭环发送第一电压角度的直流电压,使所述电机的直流电流到达额定电流;
当所述电机的直流电流稳定在所述额定电流的预定时长之后,所述电机的开关管关闭,使所述电机的直流电流下降为零。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,当所述第一电压角度为0度,所述参考电压角度为90度时,获取所述电机Q轴电流与相对应的电感;
当所述第一电压角度为90度,所述参考电压角度为90度时,获取所述电机D轴电流与相对应的电感。
6.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,当所述参考电流大于等于所述预定电流时,获取所述电机在第二电压角度上所述参考电流对应的电感之后,所述方法还包括:输出与不同电流相对应的电感。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一电流下降为零,包括:所述电机的开关管关闭,使所述电机的三相电流降为零。
8.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,当所述参考电流大于等于所述预定电流时,获取所述电机在第二电压角度上所述参考电流对应的电感,包括:根据所述第一时长、所述母线电压和所述参考电流,获得所述参考电流对应的增量电感和割线电感。
9.一种同步电机电感检测装置,其特征在于,所述装置包括:定位模块,用于对所述电机施加第一电压角度的直流电压,使电机转子定位在所述第一电压角度;
第一获取模块,用于按照第一预设规则对所述电机施加第一组脉冲电压,获取所述电机在所述第一组脉冲电压对应的第一时间段内产生的参考电流,所述第一组脉冲电压为参考电压角度的脉冲电压;
判断模块,用于判断所述参考电流是否大于等于预定电流;
第二获取模块,用于当所述参考电流大于等于所述预定电流时,获取所述电机在第二电压角度上所述参考电流对应的电感;
其中,所述第二电压角度为所述参考电压角度与所述第一电压角度的差值;
第一获取模块还用于:
对所述电机施加第二电压角度的第一脉冲电压,所述第一电压脉冲的脉宽为第一时长、幅值为母线电压,
在所述第一电压脉冲下降沿对应的时刻,获取所述电机在第二电压角度上的第一电流,
当所述第一电流下降为零时,对所述电机施加第三电压角度的第二脉冲电压,所述第三电压角度与所述第二电压角度相差180度,所述第二脉冲电压的脉宽和幅值分别与所述第一脉冲电压相同,
在所述第二电压脉冲下降沿对应的时刻,获取所述电机在第二电压角度上的第二电流,
所述第一电流和所述第二电流作为所述第一时间段内的参考电流,所述第二电压角度作为所述参考电压角度。
说明书 :
同步电机电感检测方法和装置
技术领域
背景技术
子电阻、DQ轴电感、永磁体磁链幅值。大部分通用电机驱动器都具备电机参数学习功能,即
运行电机前执行一段特定的程序,对当前使用的电机施加特殊的电压和电流,然后对检测
电机上的电流电压关系计算上述电机参数,如对电机通直流电压学习电机电阻参数、对电
机通交流电压学习电感参数、旋转电机检测电机端电压学习永磁体磁链幅值等。
中不管当前电流大小,均视电感为恒定值进行矢量控制,此时由于与实际电机电感参数存
在的偏差,导致对电机的控制也会存在误差。
发明内容
也会出现误差的问题。
所述电机施加第一组脉冲电压,获取所述电机在所述第一组脉冲电压对应的第一时间段内
产生的参考电流,所述第一组脉冲电压为参考电压角度的脉冲电压;判断所述参考电流是
否大于等于预定电流;当所述参考电流大于等于所述预定电流时,获取所述电机在第二电
压角度上所述参考电流对应的电感;其中,所述第二电压角度为所述参考电压角度与所述
第一电压角度的差值。
段内产生的第二参考电流,将所述第二参考电流作为所述参考电流。
角度的第一脉冲电压,所述第一电压脉冲的脉宽为第一时长、幅值为母线电压;在所述第一
电压脉冲下降沿对应的时刻,获取所述电机在第二电压角度上的第一电流;当所述第一电
流下降为零时,对所述电机施加第三电压角度的第二脉冲电压,所述第三电压角度与所述
第二电压角度相差180度,所述第二脉冲电压的脉宽和幅值分别与所述第一脉冲电压相同;
在所述第二电压脉冲下降沿对应的时刻,获取所述电机在第二电压角度上的第二电流;所
述第一电流和所述第二电流作为所述第一周期内的参考电流,所述第二电压角度作为所述
参考电压角度。
脉冲电压脉宽。
额定电流;当所述电机的直流电流稳定在所述额定电流的预定时长之后,所述电机的开关
管关闭,使所述电机的直流电流下降为零。
述电机D轴电流与相对应的电感。
获得所述参考电流对应的增量电感和割线电感。
获取模块,用于按照第一预设规则对所述电机施加第一组脉冲电压,获取所述电机在所述
第一组脉冲电压对应的第一时间段内产生的参考电流,所述第一组脉冲电压为参考电压角
度的脉冲电压;判断模块,用于判断所述参考电流是否大于等于预定电流;第二获取模块,
用于当所述参考电流大于等于所述预定电流时,获取所述电机在第二电压角度上所述参考
电流对应的电感;其中,所述第二电压角度为所述参考电压角度与所述第一电压角度的差
值。
述电机施加第一组脉冲电压,获取所述电机在所述第一组脉冲电压对应的第一时间段内产
生的参考电流,所述第一组脉冲电压为参考电压角度的脉冲电压;判断所述参考电流是否
大于等于预定电流;当所述参考电流大于等于所述预定电流时,获取所述电机在第二电压
角度上所述参考电流对应的电感;其中,所述第二电压角度为所述参考电压角度与所述第
一电压角度的差值。本发明的同步电机电感检测方法能获取电机在任意角度上与不同电流
相对应的电感,得到电机的电感饱和特性,在电机运行过程中通过输入电流更新电机的电
感参数,使电机的控制性能更加精准,因此能解决现有技术中通过特定电流来获取电机的
电感值,与电机在实际运行中的电感存在偏差,导致对电机的控制性能上也会出现误差的
问题。
附图说明
言,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
具体实施方式
本申请的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人
员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
关管关闭,使所述电机的直流电流下降为零。
电机施加直流控制时,若电机转子磁场与电压角度不一致时,产生转矩使转子定位到该电
压角度,当电流稳定后延时一定时长,即完成电子转子的定位,关闭电机的开关管使电机的
电流降为零。
流,其中,设定所述第一组脉冲电压的电压角度为参考电压角度;需要说明的是,本实施例
中的参考电流是给电机定子施加第一组脉冲电压而产生的电流,且给电机定子施加脉冲电
压的过程电机转子是静止在所述第一电压角度上,则不会产生反电动势。
与所述预定电流进行比较,当所述参考电流大于或者等于所述预定电流时,计算出所述参
考电流相对应的电感;当所述参考电流小于所述预定电流时,逐渐增加脉冲电压的脉宽,使
响应电流幅值达到所述预定电流为止,并且获取所有响应电流所对应的电感值。
施加第一组脉冲电压,获取所述电机在所述第一组脉冲电压对应的第一时间段内产生的参
考电流,所述第一组脉冲电压为参考电压角度的脉冲电压;判断所述参考电流是否大于等
于预定电流;当所述参考电流大于等于所述预定电流时,获取所述电机在第二电压角度上
所述参考电流对应的电感;其中,所述第二电压角度为所述参考电压角度与所述第一电压
角度的差值。本发明的同步电机电感检测方法能获取电机在任意角度上与不同电流相对应
的电感,得到电机的电感饱和特性,在电机运行过程中通过输入电流更新电机的电感参数,
使电机的控制性能更加精准,因此能解决现有技术中通过特定电流来获取电机的电感值,
与电机在实际运行中的电感存在偏差,导致对电机的控制性能上也会出现误差的问题。
电压对应的第二时间段内产生的第二参考电流,将所述第二参考电流作为所述参考电流。
一预设规则施加的脉冲电压脉宽。
流时执行步骤S207。
度,因此所述第一脉冲电压和所述第二脉冲电压的电压角度相反,例如第一脉冲电压为正
向90度的脉冲电压,第二脉冲电压为反向90度的脉冲电压,反向90度也是270度电压角度。
述电机施加反向第二电压角度的第二脉冲电压,在所述第二脉冲电压结束时刻获取第二电
流,其中所述第一电流和所述第二电流的大小相同、方向相反,因此判断所述第一电流或者
所述第二电流与预定电流的大小时,只需要使用第一电流与预定电流进行判断即可;当所
述第一电流大于等于预定电流时,获取所述第一电流、第二电流相对应的电感;当所述第一
电流小于所述预定电流时,对所述电机按照上述步骤施加继续施加第二组脉冲电压,对第
二组脉冲电压中获取的电流与预定电流进行判断,如果电流还是未达到预定电流时,继续
增加脉冲电压的脉宽,直到电流到达预定电流为止;其中所述第二组脉冲电压与第一组脉
冲电压的幅值相同、电压角度相同、脉宽不同,且当前第二组脉冲电压的脉宽大于第一组脉
冲电压的脉宽;第一电压脉冲的脉宽为第一时长、幅值为母线电压。
压为参考电压角度的脉冲电压;
角度为90度时,获取所述电机的D轴电流与相对应的电感。
即可;若电机转子初始位置不在0度方向,则会强行将转子拉到该方向,电流稳定后延时一
段时间即认为电机转子d轴已经定位在0度方向,如图5同步电机转子在0度位置的示意图,
其中图5中A、B、C分别为电机的A相、B相和C相,转子的N极方向与d轴重合。
进行clark变换求出q轴电流大小并保存。然后关闭所有开关管等电流降为0后,再次在负
90°方向上发送相同宽度的电压脉冲,同样在脉冲结束后对电流进行采样、clark变换,计算
得到q轴电流并保存。
的正负电压脉冲,同时记录保存脉冲结束后的q轴电流。
围上限,如图6同步电机q轴电压电流波形示意图。
流下的增量电感和割线电感。然后选取等间距的电流点,比如以10%电流为间隔,得到q轴
电流及对应电感,制成q轴饱和电感参数表。
流波形示意图;同样地,可以得到脉冲宽度、脉冲电压幅值和电流数据对(td,Ud,Id1),(2td,
Ud,Id2),(3td,Ud,Id3),…,(mtd,Ud,Idm)。根据u=Ldi/dt,计算获得不同电流下的增量电感和
割线电感。然后选取等间距的电流点,比如以10%电流为间隔,得到d轴电流及对应电感,制
成d轴饱和电感参数表。
相对应的电感。
行保存,后续电机运行过程中通过电流查表法更新电感值,提高电机的控制性能,如表1为q
轴电流和q轴电感的对应关系表,表2为d轴电流和d轴电感的对应关系表:
3.50 17.4
5.25 12.7
7.00 10.3
8.75 9.0
10.50 8.1
12.25 7.4
14.00 7.0
15.75 6.6
17.50 6.4
1.75 53.6
3.50 52.4
5.25 49.6
7.00 44.6
8.75 38.9
10.50 33.9
12.25 29.2
14.00 25.7
15.75 23.2
17.50 21.6
的开关管时,使所述电机的三相电流降为零。
和所述参考电流,获得所述参考电流对应的增量电感和割线电感。
述电机施加第一组脉冲电压,获取所述电机在所述第一组脉冲电压对应的第一时间段内产
生的参考电流,所述第一组脉冲电压为参考电压角度的脉冲电压;判断所述参考电流是否
大于等于预定电流;当所述参考电流大于等于所述预定电流时,获取所述电机在第二电压
角度上所述参考电流对应的电感;其中,所述第二电压角度为所述参考电压角度与所述第
一电压角度的差值。本发明的同步电机电感检测方法能获取电机在任意角度上与不同电流
相对应的电感,得到电机的电感饱和特性,在电机运行过程中通过输入电流更新电机的电
感参数,使电机的控制性能更加精准,因此能解决现有技术中通过特定电流来获取电机的
电感值,与电机在实际运行中的电感存在偏差,导致对电机的控制性能上也会出现误差的
问题。
间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在
涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些
要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设
备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除
在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明
将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一
致的最宽的范围。