本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種永磁同步電機狀態(tài)測量方法，將永磁同步電機看成一個“黑箱”，不考慮其內(nèi)部的工作原理，借助于坐標(biāo)變換分析系統(tǒng)的輸入輸出關(guān)系，通過求解出三相繞組相電壓，再進(jìn)行Clarke和Park變換，轉(zhuǎn)換成dq軸電壓將它解耦，使各物理量從靜止坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系，這樣永磁同步電機就相當(dāng)于一臺直流電機，建模求解過程都變得簡單方便。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種電動機測量方法，特別是一種對永磁同步電機狀態(tài)進(jìn)行測量的方法。
技術(shù)介紹
與傳統(tǒng)的電磁式同步電機相比，永磁同步電機由于無需電流勵磁，不設(shè)電刷和滑環(huán)，因此結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，可靠性高。此外，它還具有重量輕、效率高、功率因數(shù)高，轉(zhuǎn)子無發(fā)熱問題，有大的過載能力，小的轉(zhuǎn)動慣量和小的轉(zhuǎn)矩脈動等優(yōu)點。永磁同步電機已經(jīng)憑借其高速、高精度、高可靠性和較強的抗干擾能力及魯棒性等優(yōu)點日漸成為電伺服系統(tǒng)執(zhí)行電動機的“主流”。三相永磁同步電機具有定子三相分布繞組和永磁轉(zhuǎn)子，在磁路結(jié)構(gòu)和繞組分布上保證定子繞組中的感應(yīng)電動勢具有正弦波形，外施的定子電壓和電流也應(yīng)為正弦波，一般靠三相電壓源逆變器提供。在電動機軸上安裝轉(zhuǎn)子位置檢測器，能檢測出磁極位置和轉(zhuǎn)子相對于定子的絕對位置，用以控制逆變器以合適的開關(guān)狀態(tài)運行，使定子和轉(zhuǎn)子磁動勢保持確定的相位關(guān)系，從而產(chǎn)生恒定的轉(zhuǎn)矩。傳統(tǒng)的永磁同步電機建模方法在對電機三相電壓源逆變器(三相橋)的處理中普遍采用列出并求解狀態(tài)方程的方式，試圖以狀態(tài)方程的方式描述其工作狀態(tài)，其問題在于以此方式若想真實準(zhǔn)確的描述其物理狀態(tài)比較困難，需要對各開關(guān)管狀態(tài)、二極管狀態(tài)進(jìn)行分析，分析過程十分復(fù)雜，且很難準(zhǔn)確描述，因此很難保證建模的精度，同時又須求解高階微分方程，于是進(jìn)一步加大了誤差。
技術(shù)實現(xiàn)思路
有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本專利技術(shù)實施例提供，以解決現(xiàn)有技術(shù)的問題。，包括將所述電機的三相交流電流、三相繞組間強耦合、以及與轉(zhuǎn)子磁場耦合輸入所述電機的數(shù)學(xué)模型，借助于坐標(biāo)變換分析系統(tǒng)的輸入輸出關(guān)系,通過求解出三相繞組相電壓,再進(jìn)行Clarke和Park變換，轉(zhuǎn)換成dq軸電壓將它解耦，使各物理量從靜止坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系，同步坐標(biāo)系中的各空間向量就都變成了直流量，隨后求解出力矩、角速度、角度和功率。本專利技術(shù)米用求解三相電壓進(jìn)而求解dq軸電流的建模方法,相對于傳統(tǒng)的建模方法具有以下優(yōu)點I、方法簡單，計算量小，無需復(fù)雜的求解過程；2、電機建模過程清晰，仿真效果好。附圖說明圖I是永磁同步電機的控制框圖2是永磁同步電機建模框3是永磁同步電機SVPWM調(diào)制過程圖；圖4 是Va、Vb、Vc 同 ua、ue 關(guān)系圖；圖5是扇區(qū)順序圖；圖6是總時間分配具體實施例方式對永磁同步電機來說，輸入為三相交流電流，三相繞組間強耦合，同時又與轉(zhuǎn)子磁場耦合，是一個多變量，相互耦合的非線性系統(tǒng)。如果通過列寫并求解狀態(tài)方程的方式進(jìn)行建模，需要對系統(tǒng)工作的物理過程進(jìn)行描述，描述過程復(fù)雜，建模困難。本專利技術(shù)中采用的方法是將永磁同步電機看成一個“黑箱”，不考慮其內(nèi)部的工作原理，借助于坐標(biāo)變換分析系統(tǒng)的輸入輸出關(guān)系，通過求解出三相繞組相電壓uAN、uBN、uCN，再進(jìn)行Clarke和Park變換，轉(zhuǎn)換成dq軸電壓將它解耦，使各物理量從靜止坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系，此時，同步坐標(biāo)系中的各空間向量就都變成了直流量，這樣就把定子電流中的勵磁分量和轉(zhuǎn)矩分量變成標(biāo)量獨立開來。這種通過坐標(biāo)變換的建模方法相對于傳統(tǒng)的建模方法描述過程更清晰，更易于通過計算機編程進(jìn)行建模。對于三相一兩相變換，即從三相靜止ABC坐標(biāo)系到兩相靜止α β坐標(biāo)系上的變換，簡稱(3/2變換)。其坐標(biāo)變換關(guān)系為權(quán)利要求1.，包括將所述電機的三相交流電流、三相繞組間強耦合、以及與轉(zhuǎn)子磁場耦合輸入所述電機的數(shù)學(xué)模型，借助于坐標(biāo)變換分析系統(tǒng)的輸入輸出關(guān)系，通過求解出三相繞組相電壓，再進(jìn)行Clarke和Park變換，轉(zhuǎn)換成dq軸電壓將它解耦，使各物理量從靜止坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系，同步坐標(biāo)系中的各空間向量就都變成了直流量，隨后求解出力矩、角速度、角度和功率。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述電機的數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建過程包括如下步驟(一)位置環(huán)、速度環(huán)和電流環(huán)調(diào)節(jié)位置環(huán)的輸出作為速度環(huán)的參考值，速度環(huán)的輸出作為電流環(huán)的參考值，經(jīng)電流環(huán)調(diào)節(jié)后得到Ud'(二)反Park變換。對上步經(jīng)電流環(huán)得到的u/、u；進(jìn)行反Park變換，得到u/和u/，作為下面SVPWM的輸入變量；(三)扇區(qū)的選擇首先引入判斷扇區(qū)編號的3個標(biāo)量Va、Vb和Vc，兩相靜止坐標(biāo)系下給定電壓為u/、u/利用下述公式將u/，u/變換為Va，Vb和Vc全文摘要本專利技術(shù)公開了，將永磁同步電機看成一個“黑箱”，不考慮其內(nèi)部的工作原理，借助于坐標(biāo)變換分析系統(tǒng)的輸入輸出關(guān)系，通過求解出三相繞組相電壓，再進(jìn)行Clarke和Park變換，轉(zhuǎn)換成dq軸電壓將它解耦，使各物理量從靜止坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系，這樣永磁同步電機就相當(dāng)于一臺直流電機，建模求解過程都變得簡單方便。文檔編號G06F17/50GK102955862SQ20111015476公開日2013年3月6日 申請日期2011年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月29日專利技術(shù)者蔣志宏, 李輝, 楊健, 李丹鳳, 黃強 申請人:北京理工大學(xué)本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
一種永磁同步電機狀態(tài)測量方法，包括將所述電機的三相交流電流、三相繞組間強耦合、以及與轉(zhuǎn)子磁場耦合輸入所述電機的數(shù)學(xué)模型，借助于坐標(biāo)變換分析系統(tǒng)的輸入輸出關(guān)系，通過求解出三相繞組相電壓，再進(jìn)行Clarke和Park變換，轉(zhuǎn)換成dq軸電壓將它解耦，使各物理量從靜止坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系，同步坐標(biāo)系中的各空間向量就都變成了直流量，隨后求解出力矩、角速度、角度和功率。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：蔣志宏，李輝，楊健，李丹鳳，黃強，
申請(專利權(quán))人：北京理工大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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