电机的参数计算装置、参数计算方法和电机装置
阅读说明：本技术 电机的参数计算装置、参数计算方法和电机装置 (Parameter calculation device and method for motor, and motor device ) 是由 中岛洋一郎 于 2018-09-07 设计创作，主要内容包括：本申请实施例提供一种电机的参数计算装置、方法和电机装置,该参数计算装置包括：q轴电感计算单元,其根据电机的转子在第一固定位置的情况下电机的三相绕组端子中全部的绕组端子之间被施加第一单相交流电压时流过三相绕组的电流,以及第一单相交流电压,计算电机的q轴阻抗,并根据q轴阻抗计算电机的q轴电感；d轴电感计算单元,其根据电机的转子在第二固定位置的情况下电机的三相绕组端子中的两相绕组端子之间被施加第二单相交流电压时流过两相绕组的电流,以及第二单相交流电压,计算电机的d轴阻抗,并根据d轴阻抗计算电机的d轴电感。本实施例能够以高精度计算电机的d轴电感和q轴电感。(The embodiment of the application provides a parameter calculation device and method of a motor and a motor device, wherein the parameter calculation device comprises: a q-axis inductance calculation unit that calculates a q-axis impedance of the motor based on a current flowing through the three-phase winding when a first single-phase alternating-current voltage is applied between all of the three-phase winding terminals of the motor with the rotor of the motor at the first fixed position and the first single-phase alternating-current voltage, and calculates a q-axis inductance of the motor based on the q-axis impedance; a d-axis inductance calculation unit that calculates a d-axis impedance of the motor based on a current flowing through the two-phase winding when a second single-phase alternating-current voltage is applied between two-phase winding terminals of three-phase winding terminals of the motor with the rotor of the motor at the second fixed position, and the second single-phase alternating-current voltage, and calculates a d-axis inductance of the motor based on the d-axis impedance. The present embodiment can calculate the d-axis inductance and the q-axis inductance of the motor with high accuracy.)
技术领域
本发明涉及机电控制领域，尤其涉及一种电机的参数计算装置、参数计算方法和电机装置。
背景技术
当对电机进行矢量控制时，需要事先掌握电机的参数。尤其是，在难以设置用于检测转子位置的传感器的情况下，或者为了降低成本而不设置传感器的情况下，为了进行无位置传感器控制，电机的参数需要具有非常高的精度。
在专利文献1中，提供了一种针对永磁(PM)电机的参数计算方法，在该方法中，使电机的旋转轴固定，并对电机施加直流电，由此，计算电机的绕组电阻和绕组电感。
专利文献1：特开2013-078200A
应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本发明的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本发明的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。
发明内容
在使PM电机具有凸极性的内置式永磁(IPM)电机中，d轴电感和q轴电感是不同的，在利用最大转矩控制和凸极性的无位置传感器控制中，需要高精度地求出电机的d轴电感和q轴电感。发明人发现，在专利文献1中，计算电感时并没有考虑到凸极性的情况，因此，没有对d轴电感和q轴电感分别进行计算，而是认为d轴电感和计算出的q轴电感相同。所以，在利用专利文献1的方法计算电机参数时，存在无法准确计算出d轴电感的问题。
本发明实施例提供一种电机的参数计算装置、参数计算方法和电机装置，在将电机转子保持在固定位置的情况下，对电机的三相绕组端子中的两相绕组端子之间施加单相交流电，由此，能够以高精度计算电机的d轴电感。
根据本申请实施例的第一方面，提供一种电机的参数计算装置，其中，电机的三相绕组端子的各端子被分别提供由逆变器电路根据三相电压指令值对直流电压进行转换得到的三相交流电压，所述参数计算装置包括：q轴电感计算单元，其根据所述电机的转子在第一固定位置的情况下所述电机的三相绕组端子中全部的绕组端子之间被施加第一单相交流电压时流过所述三相绕组的电流，以及所述第一单相交流电压，计算所述电机的q轴阻抗，并根据所述q轴阻抗计算所述电机的q轴电感；d轴电感计算单元，其根据所述电机的转子在第二固定位置的情况下所述电机的三相绕组端子中的两相绕组端子之间被施加第二单相交流电压时流过所述两相绕组的电流，以及所述第二单相交流电压，计算所述电机的d轴阻抗，并根据所述d轴阻抗计算所述电机的d轴电感。
根据本申请实施例的第二方面，提供一种电机装置，包括：电机；逆变器电路(104)，其根据三相电压指令值，将直流电转换为三相交流电，分别供给到所述电机(PM)的三相绕组端子；电流传感器(107)，其检测从所述逆变器电路流到所述电机的电流；U相电流控制器(114)，其根据U相电流指令值和所述电流传感器检测到的U相电流，生成U相电压指令值；W相电流控制器(115)，其根据W相电流指令值和所述电流传感器检测到的W相电流，生成W相电压指令值；V相电压指令运算器(116)，其根据从所述U相电流控制器输出的U相电压指令值和从所述W相电流控制器输出的W相电压指令值，生成V相电压指令值；栅极信号生成器(105)，其根据所述U相电压指令值、所述V相电压指令值以及所述W相电压指令值，生成用于驱动所述逆变器电路的栅极信号；以及如上述第一方面所述的参数计算装置。
根据本申请实施例的第三方面，提供一种电机的参数计算方法，其中，电机的三相绕组端子的各端子被分别提供由逆变器电路根据三相电压指令值对直流电压进行转换得到的三相交流电压，所述参数计算方法包括：
根据所述电机的转子在第一固定位置的情况下所述电机的三相绕组端子中全部的端子之间被施加第一单相交流电压时流过所述三相绕组的电流，以及所述第一单相交流电压，计算所述电机的q轴阻抗，并根据所述q轴阻抗计算所述电机的q轴电感；以及，根据所述电机的转子在第二固定位置的情况下所述电机的三相绕组端子中的两相绕组端子之间被施加第二单相交流电压时流过所述两相绕组的电流，以及所述第二单相交流电压，计算所述电机的d轴阻抗，并根据所述d轴阻抗计算所述电机的d轴电感。
本发明的有益效果在于：在将电机转子保持在固定位置的情况下，对电机的三相绕组端子中的两相绕组端子之间施加单相交流电，由此，能够以高精度计算电机的d轴电感。
参照后文的说明和附图，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本发明的实施方式包括许多改变、修改和等同。
针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。
应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。
附图说明
所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施方式，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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。在附图中：
图1是包含有本申请实施例1的参数计算装置的电机装置的一个示意图；
图2是本申请实施例1中电机的绕组端子被施加直流电压和单相交流电压时的时序图；
图3是本申请实施例1中电机的绕组端子被施加直流电压时绕组的等价电路；
图4是本申请实施例1中电机的三个绕组端子被施加单相交流电压时绕组的等价电路；
图5是本申请实施例中电机的三个绕组端子被施加单相交流电压时转子的固定位置的一个示意图；
图6是本申请实施例1中电机的三个绕组端子被施加单相交流电压时转子的各相电压和电流的一个示意图；
图7是申请本实施例1中电机的三个绕组端子被施加单相交流电压时旋转坐标下电压和电流的一个示意图；
图8是本申请实施例1中电机的两个绕组端子被施加单相交流电压时绕组的等价电路；
图9是本申请实施例1中电机的两个绕组端子被施加单相交流电压时转子的固定位置的一个示意图；
图10是本申请实施例1中电机的两个绕组端子被施加单相交流电压时转子的各相电压和电流的一个示意图；
图11是本申请实施例1中电机的两个绕组端子被施加单相交流电压时旋转坐标下电压和电流的一个示意图；
图12示出对电机施加额定电压、流过额定电流时的一相绕组的等价电路；
图13是本实施例中电机的绕组端子被施加直流电压和单相交流电压的一个实例的示意图；
图14是本申请实施例2的参数计算方法的一个示意图。
具体实施方式
参照附图，通过下面的说明书，本发明的前述以及其它特征将变得明显。在说明书和附图中，具体公开了本发明的特定实施方式，其表明了其中可以采用本发明的原则的部分实施方式，应了解的是，本发明不限于所描述的实施方式，相反，本发明包括落入所附权利要求的范围内的全部修改、变型以及等同物。
实施例1
本发明实施例1提供一种电机的参数计算装置。图1是包含有该参数计算装置的电机装置的一个示意图。
如图1所示，该电机装置100可以具有：电机106，逆变器电路104，电流传感器107，U相电流控制器114，W相电流控制器115，V相电压指令运算器116，栅极信号生成器105，以及参数计算装置118。
在本实施例中，电机106例如可以是永磁(PM)电机。
逆变器电路104可以根据三相电压指令值
电流传感器107可以检测从逆变器电路104流到电机106的电流。
U相电流控制器114根据U相电流指令值
W相电流控制器115根据W相电流指令值
V相电压指令运算器116根据从U相电流控制器114输出的U相电压指令值
栅极信号生成器105根据U相电压指令值
参数计算装置118根据U相电压指令值W相电压指令值
如图1所示，电机装置100还可以具有整流电路102和平滑电路103。
整流电路102可以将三相交流电源101输出的三相交流电压进行整流，以形成直流电压。该整流电路102例如可以是由二极管构成的二极管桥。
平滑电路103用于对整流电路102进行整流后的电压进行滤波。平滑电路103可以具有一个以上的电容。
此外，三相交流电源101被替换为直流电源时，该直流电源提供的直流电压可以被直接提供给逆变器电路104，此时，电机装置100可以不具有整流电路102和平滑电路103。
在本实施例中，如图1所示，参数计算装置118可以具有：d轴电感计算单元1181。d轴电感计算单元1181能够在电机的三相绕组端子中的两相绕组端子之间被输入单相交流电的情况下，计算电机的d轴电感，由此，能够对电机的d轴电感进行单独地计算，从而准确地计算d轴电感。
此外，如图1所示，参数计算装置118还可以具有：绕组电阻计算单元1182。绕组电阻计算单元1182可以在电机的三相绕组端子中全部的绕组端子之间被输入直流电的情况下，计算电机106中各绕组的电阻。
此外，如图1所示，参数计算装置118还可以具有：q轴电感计算单元1183。q轴电感计算单元1183可以在电机的三相绕组端子中全部的绕组端子之间被输入单相交流电的情况下，计算电机106的q轴电感。
此外，如图1所示，参数计算装置118还可以具有：反电动势系数计算单元1184。反电动势系数计算单元1184可以用于计算电机106的反电动势系数。
下面，对参数计算装置118进行说明。
在下面的说明中，参数计算装置118具有d轴电感计算单元1181、绕组电阻计算单元1182、q轴电感计算单元1183、以及反电动势系数计算单元1184。此外，本实施例可以不限于此，参数计算装置118可以在具有d轴电感计算单元1181的基础上，还具有绕组电阻计算单元1182、q轴电感计算单元1183、以及反电动势系数计算单元1184中的任意一者或两者。
在本实施例中，电机的绕组端子可以被施加直流电压或交流电压，由此，参数计算装置118能够根据施加的直流电压或交流电压，以及流过电机绕组的电流来计算电机的参数。
图2是本实施例中电机的绕组端子被施加直流电压和单相交流电压时的一个时序图。
如图2所示，在第一期间T1，电机的绕组端子可以被施加直流电压，绕组电阻计算单元1182可以根据在该第一期间T1内绕组端子被施加的直流电压和检测到的电流，计算电机106的绕组电阻。
在第一期间T1，可以先后被施加两个幅值不同的直流电压201、202，从而得到两组电压-电流值，绕组电阻计算单元1182可以针对这两组电压-电流值分别计算两次绕组电阻，并取这两次计算的平均值，由此，可以提高对绕组电阻计算的准确性。此外，本实施可以不限于此，也可以在第一期间T1内进行多于两个的直流电压，从而计算多个绕组电阻，并计算平均值。
在本实施例中，第一期间T1的时间长度例如可以是8秒。
如图2所示，在第二期间T2，电机的绕组端子可以被施加单相交流电压。d轴电感计算单元1181或q轴电感计算单元1183可以根据在该第二期间T2内绕组端子被施加的单相交流电压和检测到的电流，计算电机106的d轴电感或q轴电感。
此外，在d轴电感或q轴电感已经被计算出的情况下，在该第二期间T2中的至少部分时间段，电机106的驱动控制系统还可以被施加第1频率指令值，该第1频率指令值能够用于对电机进行恒压频比(V/f)控制，以使电机的转子在无负荷状态下旋转。该反电动势系数计算单元1184可以根据该第1频率指令值、绕组端子被施加的单相交流电压和检测到的电流，计算电机的反电动势系数。
在第二期间T2中，电机的绕组端子也可以先后被施加两个以上幅值不同的单相交流电压，从而针对d轴电感、q轴电感和反电动势系数中的每一者计算多个值，并对该多个值取平均值。
在第一期间T1和第二期间T2之间，可以有时间间隔Tint，该时间间隔Tint例如可以是0.5秒。
在本实施例中，第一期间T1早于第二期间T2，本实施例可以不限于此，也可以是被施加单相交流电的第二期间T2早于被施加直流电的第一期间T1。
在本实施例的第一期间T1和第二期间T2中，施加直流电压的具体方式可以参考现有技术，例如，U相电流控制器114、W相电流控制器115、V相电压指令运算器116可以分别产生U相电压指令值、W相电压指令值和V相电压指令值，这些电压指令值被输入到栅极信号生成器105，从而使逆变器电路104生成相应的电压提供给电机各绕组端子。在本实施例的第一期间T1和第二期间T2中，流过电机106的绕组的电流可以通过电流传感器107进行检测。
下面，对参数计算装置118的各单元计算参数的方式进行说明。
在本实施例中，在图2所示的第一期间T1内，电机的三相绕组端子中全部的绕组端子被施加直流电压(即，第二直流电压)。例如，可以使U相电流控制器114工作并输出U相电压指令值
图3是本实施例中电机的绕组端子被施加直流电压时绕组的等价电路。如图3所示，电机106中3个绕组，即绕组的电阻均为R，3个绕组的端子分别为U相端(标记为u)、V相端(标记为v)和W相端(标记为w)。其中，U相端被输入直流电压，V相端和W相端短接并且电压为0。在被施加直流电压时，从u相端流入绕组的电流为iu，该电流可以被电流传感器107检测出。
在本实施例中，绕组电阻计算单元1182可以根据下式(1)、(2)计算绕组电阻R，其中，由于直流电压被施加给U相端，该直流电压与U相电压指令值
此外，在本申请的上述第一期间T1内，在改变了U相电压指令值
在本实施例的该第二期间T2内，在电机106的转子位于固定位置的情况下，该电机106的三相绕组端子中全部的绕组端子之间可以被施加单相交流电压，该固定位置例如可以是第一固定位置。q轴电感计算单元1183可以根据该施加的单相交流电压以及检测到的流过电机的绕组的电流，计算电机的q轴阻抗，并根据q轴阻抗计算电机的q轴电感。其中，在计算q轴电感时，该转子所处的该第一固定位置可以在下述的图5中进行说明。
在该第二期间T2中，例如，可以使U相电流控制器114工作并输出U相电压指令值使W相电流控制器115停止，并使W相电压指令值和V相电压指令值都为0，即
图4是本实施例中电机的三个绕组端子被施加单相交流电压时绕组的等价电路。如图4所示，单相交流电压从U相端输入，并且V相端和W相端短接。在被输入单相交流电压时，从u相端流入绕组的电流的有效值为iu，该电流的有效值可以被电流传感器107检测出。各绕组的阻抗均为Z。
根据图4的等价电路，可以根据下式(3)计算各绕组相对于一相的阻抗Z。
其中，Zx1为阻抗Z的虚部，Vu为U相电压指令值
阻抗Z的实部Zr1和虚部Zx1的关系为下式(4)。
Zr1＝Zx1·cosθ (4)
其中，cosθ表示在将单相交流电压施加时计测的功率因数。
阻抗的虚部Zx1是电感与频率的乘积，因此，在当施加的单相交流电压的频率为fh1时，通过式(5)可以计算绕组的q轴电感Lq。
图5是本实施例中电机的三个绕组端子被施加单相交流电压时转子的第一固定位置的一个示意图。图6是本实施例中电机的三个绕组端子被施加单相交流电压时转子的各相电压和电流的一个示意图。图7是本实施例中电机的三个绕组端子被施加单相交流电压时旋转坐标下电压和电流的一个示意图。
如图5所示，转子的该第一固定位置可以是使转子的相位为90度(90deg)的旋转位置，其中，相位θ为0度对应于电流流过U相绕组时产生的磁通的朝向。
此外，在本实施例中，在对电机的三个绕组端子施加单相交流电压以前，该电机的三个绕组端子可以被施加直流电压(即，第一直流电压)，从而该电机的转子旋转到该第一固定位置，例如，可以对U相端子输入直流电压，V相端子和W相端子短接并且电压为0。
此外，如果对电机的三个绕组端子施加单相交流电压的步骤是紧随上述对三个绕组端子施加第二直流电压的步骤，那么可以不需要该对三个绕组端子施加第一直流电压的步骤，这是因为，在对三个绕组端子施加第二直流电压的步骤中，转子已经转动到第二固定位置，因此，不需要再进行施加第一直流电压的步骤。
当转子的旋转位置处于该第一固定位置时，被施加单相交流电压时的各相的电压和电流为图6所示，其中，U相电压的变化如曲线601所示，U相电流的变化如曲线602所示，W相电流的变化如曲线603所示，W相电压、V相电压和V相电流均为0。
将图6的三相交流电压和电流通过90度相位差转换到旋转坐标，在旋转坐标下的电压和电流如图7所示。在图7中，d轴的电压和电流为0，仅示出q轴电压701和q轴电流702。因此，在该条件下求出的电感为q轴电感。
在本实施例的该第二期间T2内，在电机106的转子位于固定位置的情况下，该电机106的三相绕组端子中的两相绕组端子之间可以被施加单相交流电压，该固定位置例如可以是第二固定位置。d轴电感计算单元1181可以根据该施加的单相交流电压以及检测到的流过电机的绕组的电流，计算电机的d轴阻抗，并根据d轴阻抗计算电机的d轴电感。其中，在计算d轴电感时，该转子所处的该第二固定位置可以在下述的图9中进行说明。
在本实施例的该第二期间T2内，可以通过逆变器电路104而实现仅在两相之间流过电流，例如，仅在V相绕组和W相绕组之间流过电流。
在本实施例中，可以通过将U相电流指令值
在本实施例中，可以根据流过电流的W相电流控制器115和未流过电流的U相电流控制器114各自的输出
图8是本实施例中电机的两个绕组端子被施加单相交流电压时绕组的等价电路。如图8的等价电路所示，根据W相电压指令值
其中，Zx2为阻抗Z的虚部，Vw为W相电压指令值
阻抗Z的实部Zr2和虚部Zx2的关系为下式(7)。
Zr2＝Zx2·cosθ (7)
其中，cosθ表示在施加单相交流电压时计测的功率因数。
阻抗的虚部Zx2是电感与频率的乘积，因此，在当施加的单相交流电压的频率为fh2时，通过式(8)可以计算绕组的d轴电感L。
下面，结合附图说明d轴电感计算单元1181计算d轴电感的原理。
图9是本实施例中电机的两个绕组端子被施加单相交流电压时转子的第二固定位置的一个示意图。图10是本实施例中电机的两个绕组端子被施加单相交流电压时转子的各相电压和电流的一个示意图。图11是本实施例中电机的两个绕组端子被施加单相交流电压时旋转坐标下电压和电流的一个示意图。
如图9所示，为了计算d轴电感，转子在被固定在第二固定位置的情况下，两个绕组端子被施加单相交流电。该第二固定位置可以是使转子的相位为180度(180deg)的旋转位置，其中，相位为0度对应于电流流过U相绕组时产生的磁通的朝向。
在本实施例中，仅在两相间流过电流，从而将转子位置固定于相位为180度的旋转位置。例如，如图9所示，在V相和W相之间流过电流，转子位置被固定在相位为180度的旋转位置。与之相对，如果采用图5所示的电压施加方式，使流过U相的电流I在V相和W相中I/2、I/2地流过，那么转子无法保持在使相位为180度的旋转位置处。
此外，在本实施例中，在对电机的两个绕组端子施加单相交流电以前，可以对电机的该两个绕组端子施加直流电压(即，第三直流电压)，从而使该电机的转子旋转到该第二固定位置，例如，可以对W相端子输入直流电压，V相端子电压为0，U相端子不输入电压信号。
在本实施例中，当在V相和W相之间流过电流时，三相的各相的电压和电流为图10所示。其中，W相电压的变化如曲线1001所示，W相电流的变化如曲线1002所示，V相电压的变化如曲线1003所示，V相电流的变化如曲线1004所示，U相电压和U相电流均为0。
将图10的三相交流电压和电流以180度相位差转换到旋转坐标，在旋转坐标下的电压和电流如图11所示。在图11中，q轴的电压和电流为0，仅示出d轴电压1101和d轴电流1102。因此，在该条件下求出的电感为d轴电感。
在本实施例中，为了计算q轴电感或绕组电阻，对电机的三相绕组端子中全部的绕组端子之间输入直流电压或单相交流电压，例如，可以通过进行U相电流控制来实现。为了计算d轴电感，对电机的三相绕组端子中的两相绕组端子之间输入单相交流电压，例如，对于U相，通过电流指令值为0的方式进行控制，并且，进行W相的电流控制，从而实现对电机的三相绕组端子中的两相绕组端子之间输入单相交流电压。
最后，对反电动势系数计算单元1184进行说明。图12示出对电机106施加额定电压Vn，流过额定电流In时的一相绕组的等价电路。关于等价电路中的电阻Ra和电感La，可以为已知的值，也可以基于d轴电感计算单元118、绕组电阻计算单元1182、以及q轴电感计算单元1183的计算结果来得到。
对于图12所示的等价电路，下式(9)所示的关系式成立。
由于上述等价电路的反电动势E是电源角频率ωe和反电动势系数Ke的乘积，因此，结合式(9)可以得到式(10)，反电动势系数计算单元1184可以根据式(10)求出反电动势系数Ke。在式(10)中，等价电路中的反电动势为有效值，但在控制中使用的情况下，为瞬时值，因此需要为
在式(10)中，是利用在电机的铭牌上记载的该电机的额定电压Vn和额定电流In计算反电动势系数Ke。
在本实施例中，反电动势系数计算单元1184也可以在对电机进行驱动并使电机旋转的情况下，根据电机实际旋转时的参数来计算反电动势，由此，能够提高计算出的反电动势系数的精度。
例如，在电机能够旋转的条件下，可以对电机106进行恒压频比(V/f)控制，使电机106进行无负载的加/减速运转，通过输入到逆变器电路104的电压指令值Vref和通过电流传感器107检测出的电流值I，以及进行V/f控制所使用的频率指令值fref来替代式(10)中的额定电压Vn、额定电流In和电源角频率ωe，得到式(11)，反电动势系数计算单元1184也可以根据该是(11)来计算反电动势系数Ke。
其中，式(11)中的电压指令值Vref例如可以是电压指令值或
下面,以一个实例来说明电机的绕组端子被依次施加直流电压和单相交流电压以计算上述电机的参数的方法。图13是本实施例中电机的绕组端子被施加直流电压和单相交流电压时的一个时序图的实例。
如图13所示，在时间段T1a，电机的三相绕组端子中全部的绕组端子之间先后被施加直流电压201a和202a，由此，绕组电阻计算单元1182可以对绕组的电阻进行两次计算，并对两次计算的结果取平均值，作为对绕组的电阻的计算结果。其中，直流电压201a和202a为第二直流电压。
在时间段T2a，可以对电机的三相绕组端子中全部的绕组端子之间施加单相交流电压203a，由此，q轴电感计算单元1183可以计算电机的q轴电感。其中，由于时间段T2a紧随时间段T1a，因此，在直流电压201a和202a施加之后，电机的转子已经处于图5所示的相位为90度的旋转位置(即，第一固定位置)，因而不必对电机的三相绕组端子再施加第一直流电压，也就是说，直流电压201a和202a能够起到第一直流电压的作用。
此外，如果对三相绕组端子施加交流电压203a的时间段T2a没有紧随时间段T1a，则需要在施加交流电压203a前，对三相绕组端子施加第一直流电压。
在时间段T20，对电机的三相绕组端子中的两相绕组端子之间施加直流电压204a，从而使电机的转子处于图9所示的相位为180度的旋转位置(即，第二固定位置)。其中，该直流电压204a为第三直流电压。
在时间段T2b，可以对电机的三相绕组端子中的两相绕组端子之间施加单相交流电压205a，由此，d轴电感计算单元1181可以计算电机的d轴电感。
在时间段T2c，可以基于电压指令值Vref对绕组端子施加电压206a，从而对电机进行V/f控制，由此，反电动势系数计算单元1184可以计算电机的反电动势系数。
此外，如图13所示，在相应的时间段之间，可以有时间间隔Tint1，Tint2，或Tint3。
在图13中，时间段T1a可以对应于图2的时间段T1，时间段T2a到时间段T2c可以对应于图2的时间段T2的一个实施方式。
需要说明的是，图13所示的时序仅是举例，时间段T1a、T2a、T2b、T2c的顺序可以根据需要进行调整，或者，在不需要对上述参数都进行计算的情况下，删除部分时间段。
根据本实施例，在将电机转子保持在固定位置的情况下，对电机的三相绕组端子中的两相绕组端子之间施加单相交流电，由此，能够以高精度计算电机的d轴电感；此外，能够在电机旋转的情况下计算反电动势系数。本实施例所计算的电机的参数准确性高，能够适用于基于高精度参数的电机的控制，例如，适用于以高效率或者最大转矩控制电机、弱磁场控制、无位置传感器控制等。
实施例2
本申请实施例2提供一种电机的参数计算方法，与实施例1的参数计算装置对应。
图14是本实施例的参数计算方法的一个示意图，如图14所示，该方法包括：
步骤1401、根据电机的转子在第二固定位置的情况下电机的三相绕组端子中的两相绕组端子之间被施加第二单相交流电压时流过所述两相绕组的电流，以及第二单相交流电压，计算电机的d轴阻抗，并根据d轴阻抗计算电机的d轴电感。
如图14所示，该方法还可以包括：
步骤1402、根据所述电机的三相绕组端子中全部的绕组端子之间被施加第二直流电压时流过所述三相绕组的电流，以及所述第二直流电压，计算所述电机的绕组电阻；
步骤1403、根据所述电机的转子在第一固定位置的情况下所述电机的三相绕组端子中全部的绕组端子之间被施加第一单相交流电压时流过所述三相绕组的电流，以及所述第一单相交流电压，计算所述电机的q轴阻抗，并根据所述q轴阻抗计算所述电机的q轴电感。
步骤1404、在通过恒压频比(V/f)控制使所述电机的转子在无负荷状态下旋转时，根据输入所述逆变器电路的所述电压指令值(U相或W相)、所述电机的电流值(U相或W相)、以及所述恒压频比(V/f)控制的频率指令值，计算所述电机的反电动势系数。
在本实施例中，在步骤1401之前，还可以具有：
步骤1405、对三相绕组端子中的两相绕组端子之间施加第三直流电压，使转子转动到该第二固定位置。
在本实施例中，在步骤1403之前，还可以具有：
步骤1406、对三相绕组端子中全部的绕组端子之间施加第一直流电压，使转子转动到该第一固定位置。
此外，如果步骤1403紧随步骤1402进行，则可以不需要步骤1406，这是因为，在步骤1402中电机的三相绕组端子中全部的绕组端子之间被施加直流电压，转子已经转动到第一固定位置，从而实现了步骤1406的效果，因此，不需要再进行步骤1406。
本实施例各步骤的详细说明，可以参考实施例1中对相关单元的说明。
根据本实施例，能够以高精度计算电机的d轴电感；此外，能够在电机旋转的情况下高精度地计算反电动势系数。
结合本申请实施例描述的参数计算装置可直接体现为硬件、由处理器执行的软件模块或二者组合。这些硬件模块例如可利用现场可编程门阵列(FPGA)将这些软件模块固化而实现。
软件模块可以位于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、移动磁盘、CD-ROM或者本领域已知的任何其它形式的存储介质。可以将一种存储介质耦接至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息；或者该存储介质可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于ASIC中。该软件模块可以存储在移动终端的存储器中，也可以存储在可***移动终端的存储卡中。例如，若电子设备采用的是较大容量的MEGA-SIM卡或者大容量的闪存装置，则该软件模块可存储在该MEGA-SIM卡或者大容量的闪存装置中。
针对本实施例所描述的参数计算装置，可以实现为用于执行本申请所描述功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑器件、分立硬件组件、或者其任意适当组合。也可以实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、与DSP通信结合的一个或多个微处理器或者任何其它这种配置。
以上结合具体的实施方式对本申请进行了描述，但本领域技术人员应该清楚，这些描述都是示例性的，并不是对本申请保护范围的限制。本领域技术人员可以根据本申请的精神和原理对本申请做出各种变型和修改，这些变型和修改也在本申请的范围内。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：马达的控制装置