电机参数识别研究
随着对电机能效的要求越来越高，电机的控制效果与控制精度的要求也日趋严格。由于在矢量控制算法中需要用到电机的相关参数，而电机运行过程中参数容易受到诸多外在因素的影响，如负载的突然变化、内部温度的升高、结构的老化等，这些不确定性因素会对永磁同步电机内部绕组的阻值和绕组线圈中的电感等参数产生影响，在一
定程度上影响控制的效果。所以为了能够提高我们的控制效果，使得电机工作在最佳的工作点上，就需要对电机的参数进行识别。按电机不同的工作状态进行识别分类，目前主要有两类，一是离线识别，另一个是在线识别。离线参数识别的目的在于在电机运行前，得到电机的初始运行参数，使得控制器能够启动电机。在线参数识别的目的是实时获得电机参数，并且根据参数的变化对控制做出调整，获得最优的控制效率
1. 盘式永磁电机的应用现状
1.1 定子电阻识别
目前电机定子电阻离线测量主要采用的是直流伏安法，如图 1 所示。通常是使用参数仪对电机进行测量。这种方法具有测量准确，测量速度较快等优点，但是同时它也具有很大的局限性，例如它需要单独的一个测参仪，同时在测量时需要将电机与外部系统脱离并连接到测参仪上，这些条件在有些实际情况下是实现不了的。
图 1 伏安法原理图
鉴于参数仪上述的缺点，我们希望控制器能直接对电机的基本参数进行准确的测量，使得我们的控制器具有通用性。用控制器测量电机参数，同样是使用直流伏安法，我们使用矢量控制算法，计算得到一个理想的直流线电压给电机，通过控制器上的电流传感器，得到线电流，从而计算得到电机的定子电阻。
图 2 1800ns 死区时间线电压理论值与实际测量值的比较
图 3 2200ns 死区时间线电压理论值与实际测量值的比较
如图 2、3 所示，由于电机的定子电阻很小，而开关管通过的电流也是有限制的，所以所设线电压不能太大，导致开关管导通时间较小，与死区时间具有相当的数量级，因此受死区时间的影响很大。为了获得准确的测量值，必须消除死区时间的影响。我们可以认为死区时间对电机的影响等效于一个可变电阻串联在电机上，如图 4 所示。我们采用闭环 PI 自动补偿的方式，消除掉这个可变电阻的影响。
图 4 定子侧直流简化电路
图 5 PI 自动补偿流程图
如图 5 所示，根据
闭 环 调 整 死 区 补 偿 时 间 Tc o m最终使ΔVerr=0。补偿后结果如图 6 所示。
图 6 死区时间补偿后线电压理论值与实际测量值的比较
1.2 交直轴电感的测量
以直轴为例，首先给电机施加一个直轴定位电压，使电机定位在直轴上，根据电机的静态方程 
，可以得到电压步阶输入时的电流响应为：由上式可知，电流上升至稳态值的 0.632 倍时
，所以通过测量电流上升至稳态值的 0.632 倍时所用的时间 t0.632，就可以利用
计算得到直轴的电感。
同理交轴电感只需要开始施加交轴定位电压，使电机定位在交轴上重复上述步骤，就可以得到交轴电感。
2. 在线参数识别
目前在线参数识别主要的算法都是基于最小二乘法、扩展卡尔曼滤波算法以及它们的改进算法，这些算法都是以递推的方式实现电机的参数识别，但是不同算法的优缺点又不尽相同，下表为 4 种算法性能的比较。
总结
通过使用上述的识别方法，可以获得电机准确的基本参数，从而优化控制效果，提升电机效率。例如在最大转矩电流比的控制方案中，拥有准确的电机参数，从而可以计算得到精确的最优矢量角，使得电机可以在相同的输入电流下，输出更大的转矩
