具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。

请参考图1，一种三相逆变器带表贴式永磁同步电机的参数辨识系统，包括以下：

直流电源、三相IGBT逆变桥、表贴式永磁同步电机、电机负载和LC滤波电路；所述LC滤波电路包括滤波电感L和滤波电容C；

所述直流电源与所述三相IGBT逆变桥的输入端电气连接；所述三相IGBT逆变桥的输出端与所述LC滤波电路的输入端电气连接；所述LC滤波电路的输出端与所述表贴式永磁同步电机电气连接；表贴式永磁同步电机与负载通过联轴器连接；

所述三相IGBT逆变桥控制采用芯片DSP。

一种三相逆变器带表贴式永磁同步电机的参数辨识方法，具体包括：

依次辨识表贴式永磁同步电机永磁体磁链ψ_f、定子电阻R_s和定子电感L_s。

辨识表贴式永磁同步电机永磁体磁链ψ_f的具体过程如下：

S101：利用所述芯片DSP控制三相IGBT逆变桥按照VF曲线控制输出；此时永磁同步电机会按照三相逆变器的输出电压频率转动；

S102：当永磁同步电机转速超过电机额定转速50％时，使三相IGBT逆变桥停机，此时检测三相IGBT逆变桥电流幅值；

S103：当三相IGBT逆变桥的电流幅值为0时，对三相IGBT逆变桥的三相电压v_oa，v_ob，v_oc进行检测；该电压即为永磁同步电机的反电势；

S104：三相电压v_oa，v_ob，v_oc经过CLARK变换，得到两相静止坐标系αβ坐标系下的u_oα，u_oβ；该电压即为永磁同步电机在αβ坐标系下的反电势；结合永磁同步电机的数学模型，可以表示为：

其中表贴式永磁同步电机在两相静止坐标系αβ坐标系下的数学模型为：

式中，u_α，u_β为永磁同步电机在两相静止坐标系αβ坐标系下的电压分量，i_α，i_β为永磁同步电机在两相静止坐标系αβ坐标系下的电流分量，w_e为永磁同步电机转子角频率，θ_e为永磁同步电机转子磁极位置；

S105：将u_oα，u_oβ经过反正切变换，得到永磁同步电子转子磁极位置θ_e；

θ_e＝atan2(-u_oα,u_oβ)；

S106：根据转子磁极位置θ_e计算得到转子角频率w_e；

S107：根据转子角频率w_e计算得到永磁体磁链ψ_f。

辨识表贴式永磁同步电机定子电阻R_s的具体过程为：

S201：利用所述芯片DSP控制三相IGBT逆变桥三个桥臂中的一个桥臂不工作，同时使另外两个桥臂工作在BUCK状态；

S202：利用所述芯片DSP控制流入永磁同步电机的直流电流，并检测永磁同步电机的端电压，通过欧姆定律计算出三相IGBT逆变桥中两相电阻之和；

S203：切换不工作的桥臂，重复步骤S101-S102，从而计算出定子电阻R_s。

具体实现过程请参考图2。

图2中为C相桥臂IGBT全部封锁，A相桥臂的下管IGBT封锁，B相桥臂的上管IGBT封锁，A相桥臂的上管IGBT和B相桥臂的下管IGBT同时开通或者关断，根据A相输出电流的闭环控制A相桥臂的上管IGBT和B相桥臂的下管IGBT同时开通的占空比，实现直流电压输出，通过检测A相和B相输出线电压和流入电机A相的电流，即可根据欧姆定律计算出电机A相和B相的相电阻总和。同理，将B相桥臂IGBT全部封锁，A相和C相按照上述方式工作，可以求出A相和C相的相电阻总和，将A相桥臂IGBT全部封锁，B相和C相按照上述方式工作，可以求出B相和C相的相电阻总和。关系式如下：

式中，R_sa，R_sb，R_sc分别为永磁同步电机的A相电阻，B相电阻，C相电阻，v_ab为C相桥臂全封锁状态，AB两相工作的直流电压输出，i_a为此时的电机A相电流；v_bc为A相桥臂全封锁状态，BC两相工作的直流电压输出，i_b为此时的电机B相电流；v_ca为B相桥臂全封锁状态，AC两相工作的直流电压输出，i_c为此时的电机C相电流。

由于三次控制直流电压输出的电流是一定的，电流反馈跟随电流给定，因此只需要将直流电流给定值I_set代入进行计算即可。

计算可以得到电机各相相电阻值：

永磁同步电机定子电阻R_s可以表示为：

辨识表贴式永磁同步电机定子电感L_s的具体过程为(此时永磁同步电机的永磁体磁链ψ_f和定子电阻R_s已经辨识完成)：

S301：所述芯片DSP采用电流闭环恒流控制，使永磁同步电机转速达到额定转速的50％；

S302：将永磁同步电机在αβ坐标系下的定子磁链方程带入到永磁同步电机在αβ坐标系下的转子磁链方程，并消去转子磁极位置，得到关于定子电感L_s的一元二次方程；

永磁同步电机在αβ坐标系下的定子磁链方程为：

代入到表贴式永磁同步电机在αβ坐标系下的转子磁链方程：

消去转子磁极位置θ_e，可以得到等式关系：

整理得到关于L_s的一元二次方程：

S303：对一元二次方程求解得到定子电感L_s的两个解；

求解得：

设b₁＝2ψ_sαi_sα+2ψ_sβi_sβ，则

按照物理规律，电感L_s必定有解，因此所以L_s的解为：

可知，定子电感解方程得到两个值，即

和

S304：将两个解分别带入转子磁极位置的计算式中，得到两个转子磁极位置；

S305：利用转子磁极位置，反解得到两个转子磁链方程，两个转子磁链方程中，其中成立的一个对应的定子电感，即为最终真实的定子电感。

已知永磁同步电机转子磁链方程为

求出转子磁极位置θ_e，可以得到

θ_e＝atan2(ψ_sβ-L_si_β,ψ_sα-L_si_α)

θ_e∈[0,2π)

将L_s1和L_s2分别代入，求出分别对应的转子磁极位置，设为θ_e1和θ_e2，再代入到磁链方程式，看哪个方程式满足，如果磁链方程式成立，则L_s1为真实的定子电感；如果成立，则L_s2为真实的定子电感。永磁同步电机的定子电感辨识完毕。

本发明提供一种实施例如下：

永磁同步电机电机参数设定为：额定功率3kW，额定电压167V，额定电流6A，额定频率100Hz，额定转速1500rpm，额定转矩19Nm，电机极对数4，电机定子电阻1.5Ω，D轴电感7.5mH，Q轴电感7.5mH，转动惯量0.01kg.m²，摩擦系数0.0001N.m.s，永磁体磁链0.36Wb，表贴式电机。

请参考图3-图5；图3是电机永磁体转子磁链辨识曲线图；图4是电机定子电阻辨识曲线图；图5是电机定子电感辨识曲线图。从图中可以看出，本发明完成了对电机参数的辨识。

本发明的有益效果是：提供了一种再三相逆变器带LC滤波器接表贴式永磁同步电机情况下的参数辨识方法，该方法在完成电机参数辨识后，可以用于转速和位置估算、转矩估算或闭环控制。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。