1.一种永磁同步电机全工况区域标定的方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、获得电机参数,将电机线电阻r、电机磁链ψf、d轴电感曲线和q轴电感曲线写入前馈电压方程;
S2、选取覆盖电机工作区域的边界状态的标定特征点,所述标定特征点包括标定电压、标定转速和标定转矩;确定每组所述标定转矩对应的电流矢量is和电流矢量相位角θ;
S3、分别得到各个所述标定电压、各个所述标定转速条件下的标定转矩‑电流矢量is曲线图和标定扭矩‑电流矢量相位角θ曲线图;
S4、根据当前工况的目标转矩、电机转速和电机母线电压,分别进行三次二分法计算,得到电机运行全工况区域请求目前转矩时对应的电流矢量is和电流矢量相位角θ,获得d轴和q轴的电流指令,传入电机控制电流环和电压前馈项,通过驱动控制,实现目标转矩。
2.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机全工况区域标定的方法,其特征在于,在确保电压矢量us和电流矢量is相位准确的前提下,电机线电阻r通过电阻测试仪直接测得;
同步电机d轴电感的计算公式为
同步电机q轴电感的计算公式为
其中,ud为同步电机模型中d轴电压,uq为同步电机模型中q轴电压,id为同步电机模型中d轴电流,iq为同步电机模型中q轴电流,Ld为同步电机d轴电感,Lq为同步电机q轴电感,ω为电机电角度速度;
根据公式(1),选取三个不同的特征id值,得出得出id‑Lq的曲线;
根据公式(2),选取三个不同的特征iq值,得出得出iq‑Lq的曲线;
同步电机磁链的计算公式为
其中,u反线rms为空载反电动势线电压有效值,n为同步电机转速,p为同步电机极对数;
通过示波器测得u反线rms,将u反线rms代入公式(3)中得到电机磁链ψf。
3.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机全工况区域标定的方法,其特征在于,所述电机母线电压的标定特征点分别选取最低工作电压、额定电压和最高工作电压,所述电机转速为每间隔1000rpm进行一次转速标定,所述电机转矩的标定间隔为电机当前转速外特性扭矩均匀选取10等分。
4.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机全工况区域标定的方法,其特征在于,所述步骤2中确定每组标定转矩对应的电流矢量is和电流矢量相位角θ的过程具体为,首先设定在额定电压下,通过调整电流矢量is,电流矢量相位角θ,将台架实测转矩加载到所需标定转矩附近,通过固定is,微调电流矢量相位角θ,扫描到扭矩电流比最大时的is和θ组合,即为该标定转矩对应的is和θ,按照这种标定原则将其它标定转速和标定转矩工况对应的is和θ组合确定下来,最低工作电压和最高工作电压为相同方法标定。
5.根据权利要求4所述的一种永磁同步电机全工况区域标定的方法,其特征在于,针对控制器输出电压饱和区域,标定过程中引入调制系数λ,调制系数λ计算公式为其中,us为空间电压矢量,u相峰为相电压峰值,u线rms为线电压有效值,u线rms‑max为线电压有效值最大值,us‑max为空间矢量电压的最大值,λ为调制系数;
当达到电压饱和时,标定过程中维持调制系数λ为1,选取最优扭矩电流比数据。
6.根据权利要求5所述的一种永磁同步电机全工况区域标定的方法,其特征在于,为方便在标定过程中更直观的观察稳定的调制系数,需要进行特定的滤波处理,滤波采用一阶低通滤波。软件滤波算法处理如下:算法所在软件中的执行频率为一阶低通滤波截止频率,可根据实际调试波形选取合适的滤波截止频率,在软件中匹配合适的n值,本次发明中针对控制系统关键量进行滤波截止频率设置为2Hz。
7.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机全工况区域标定的方法,其特征在于,d轴与q轴的电流指令公式为其中,is为电流矢量,θ为电流矢量相位角,idref和iqref分别为d轴电流指令和q轴电流指令;
将目标扭矩对应的电流矢量is和电流矢量相位角θ代入公式(5),获得d轴与q轴的电流指令。