永磁同步电机（PMSM）参数辨识（一）

2024-05-10 22:54:22

1.永磁同步电机的应用场景

工业伺服驱动、新能源汽车、新能源发电、机器人、医疗设备等

2.PMSM数学模型

其中ud、uq、id和iq分别表示定子d、q轴电压和电流;Ld、Lq为定子d、q轴电感;Ｒs、ψf、ωe和ωr分别表示定子电枢电阻、转子永磁体磁链、转子电气角速度和转子机械角速度;J、D表示转动惯量和摩擦系数;Te、TL为电磁转矩和负载转矩。
对于PMSM驱动系统，为避免机械参数变化对PMSM电磁参数辨识结果的影响，考虑到其电气时间常数远小于机械时间常数，对于控制周期为微秒级的数字控制系统来说，可以假定在一个控制周期内电机转速保持不变来实现电机电磁参数的准确辨识，因此，PMSM参数辨识方程可改写为：

3.PMSM参数的影响因素

PMSM中变化的参数主要有 L d , L q , R s , ψ f L_d,L_q,R_s,ψ_f Ld,Lq,Rs,ψf
(1)温度
当温度升高时，定子电阻Ｒs与温度之间将呈现出明显的非线性关系，其表达式为:
Ｒ ( t ) = Ｒ 0 ( 1 + α ( t － t 0 ) ) Ｒ(t)= Ｒ0(1+α(t － t0)) Ｒ(t)=Ｒ0(1+α(t－t0))
其中Ｒ(t)、Ｒ0分别代表温度为t和t0时的电阻值，α则是和定子绕组材料有关的常值系数。
另外，铁磁材料的磁导率也将随温度变化呈现出非线性变化，导致永磁体磁链和定子电感的变化。在电动汽车等一些对电机功率密度要求较高的应用领域，电机温度变化范围较大，受其影响，电枢电阻将会出现高达40%的变化，而永磁体磁链根据永磁材料的不同将会出现高达20%的变化。
(2)磁路饱和
当定子铁磁材料承受较高的磁场作用时，铁磁材料的磁导率将发生非线性变化，导致定子电感及永磁体磁链的变化。

参考文献：
[1]李红梅,陈涛.永磁同步电机参数辨识研究综述[J].电子测量与仪器学报,2015,29(05):638-647.

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