隨著對電機能效的要求越來越高，電機的控制效果與控制精度的要求也日趨嚴格。由于在矢量控制算法中需要用到電機的相關參數，而電機運行過程中參數容易受到諸多外在因素的影響，如負載的突然變化、內部溫度的升高、結構的老化等，這些不確定性因素會對永磁同步電機內部繞組的阻值和繞組線圈中的電感等參數產生影響，在一

定程度上影響控制的效果。所以為了能夠提高我們的控制效果，使得電機工作在最佳的工作點上，就需要對電機的參數進行識別。按電機不同的工作狀態進行識別分類，目前主要有兩類，一是離線識別，另一個是在線識別。離線參數識別的目的在于在電機運行前，得到電機的初始運行參數，使得控制器能夠啟動電機。在線參數識別的目的是實時獲得電機參數，并且根據參數的變化對控制做出調整，獲得最優的控制效率

1. 盤式永磁電機的應用現狀

1.1 定子電阻識別

目前電機定子電阻離線測量主要采用的是直流伏安法，如圖 1 所示。通常是使用參數儀對電機進行測量。這種方法具有測量準確，測量速度較快等優點，但是同時它也具有很大的局限性，例如它需要單獨的一個測參儀，同時在測量時需要將電機與外部系統脫離并連接到測參儀上，這些條件在有些實際情況下是實現不了的。

圖 1 伏安法原理圖

鑒于參數儀上述的缺點，我們希望控制器能直接對電機的基本參數進行準確的測量，使得我們的控制器具有通用性。用控制器測量電機參數，同樣是使用直流伏安法，我們使用矢量控制算法，計算得到一個理想的直流線電壓給電機，通過控制器上的電流傳感器，得到線電流，從而計算得到電機的定子電阻。

圖 2  1800ns 死區時間線電壓理論值與實際測量值的比較

圖 3  2200ns 死區時間線電壓理論值與實際測量值的比較

如圖 2、3 所示，由于電機的定子電阻很小，而開關管通過的電流也是有限制的，所以所設線電壓不能太大，導致開關管導通時間較小，與死區時間具有相當的數量級，因此受死區時間的影響很大。為了獲得準確的測量值，必須消除死區時間的影響。我們可以認為死區時間對電機的影響等效于一個可變電阻串聯在電機上，如圖 4 所示。我們采用閉環 PI 自動補償的方式，消除掉這個可變電阻的影響。

圖 4  定子側直流簡化電路

圖 5  PI 自動補償流程圖

如圖 5 所示，根據 閉 環 調 整 死 區 補 償 時 間 Tc o m最終使ΔVerr=0。補償后結果如圖 6 所示。

圖 6  死區時間補償后線電壓理論值與實際測量值的比較

1.2 交直軸電感的測量

以直軸為例，首先給電機施加一個直軸定位電壓，使電機定位在直軸上，根據電機的靜態方程  ，可以得到電壓步階輸入時的電流響應為：由上式可知，電流上升至穩態值的 0.632 倍時 ，所以通過測量電流上升至穩態值的 0.632 倍時所用的時間 t0.632，就可以利用 計算得到直軸的電感。

同理交軸電感只需要開始施加交軸定位電壓，使電機定位在交軸上重復上述步驟，就可以得到交軸電感。

2. 在線參數識別

目前在線參數識別主要的算法都是基于最小二乘法、擴展卡爾曼濾波算法以及它們的改進算法，這些算法都是以遞推的方式實現電機的參數識別，但是不同算法的優缺點又不盡相同，下表為 4 種算法性能的比較。

總結

通過使用上述的識別方法，可以獲得電機準確的基本參數，從而優化控制效果，提升電機效率。例如在最大轉矩電流比的控制方案中，擁有準確的電機參數，從而可以計算得到精確的最優矢量角，使得電機可以在相同的輸入電流下，輸出更大的轉矩