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為準確辨識永磁同步電機的電感參數，哪種方法更精確且易于實(shí)現？
永磁同步電機(Permanent Magnet Synchronous Machine, PMSM)因具有高效率、高功率密度和高可靠性的特點(diǎn)而被廣泛應用于工農業(yè)生產(chǎn)、交通、航空、新能源發(fā)電等領(lǐng)域。永磁同步電機高性能控制方法中，控制參數與電機定子電阻、轉子磁鏈、交直軸電感等參數密切相關(guān)。
這些電機參數不便直接獲取，且在電機運行過(guò)程中會(huì )發(fā)生較大變化。其中交直軸電感參數由于受磁路飽和、交叉耦合等多種因素的影響，在電機運行過(guò)程會(huì )發(fā)生極大的變化。為了實(shí)現永磁同步電機高性能控制，準確辨識電感參數具有重要意義。
交流靜態(tài)法、直流暫態(tài)法、電壓積分法、直接負載法、阻抗測量法等被廣泛應用于永磁同步電機交直軸電感的測量。這類(lèi)方法需要借助額外設備或硬件電路來(lái)實(shí)現測量，適用范圍有限。
此外，學(xué)者們相繼提出了諸如Newton搜索算法、模型參考自適應法、擴展卡爾曼濾波算法、粒子群算法、仿射投影算法、遺傳算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )算法等先進(jìn)辨識算法。但這一類(lèi)先進(jìn)算法存在計算量大、難以在工程上實(shí)際應用的問(wèn)題，工程應用上所采用的更偏向簡(jiǎn)單易行的方案。
基于高頻信號注入的電感辨識方法，具有不需要增加其他設備與硬件電路的優(yōu)點(diǎn)。但是逆變器非線(xiàn)性因素使注入信號發(fā)生畸變，會(huì )導致高頻注入法不可避免地受到影響，使辨識結果產(chǎn)生誤差。
針對永磁同步電機傳統的電感辨識方法受逆變器非線(xiàn)性影響的問(wèn)題，湖南大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院的研究人員黃科元、周佳新 等，在2021年第8期《電工技術(shù)學(xué)報》上撰文，提出一種考慮逆變器非線(xiàn)性影響的高頻注入電感參數辨識方法。
該方法在兩相靜止坐標系下注入高頻旋轉方波電壓，并提出一種可抑制逆變器非線(xiàn)性的信號構造方法，采用該構造方法對兩相靜止坐標系下高頻響應電流差值進(jìn)行構造，得到永磁同步電機dq軸電感參數辨識信號。根據誤差分析給出高頻注入信號的選取方法。
基于1.5kW內置式永磁同步電機(IPMSM)的實(shí)驗結果表明，該方法能夠實(shí)現永磁同步電機高精度的電感參數辨識，具備以下特點(diǎn)：1)不需要增加其他設備或電路，采用改進(jìn)高頻方波注入方法，信號提取簡(jiǎn)單、辨識響應速度快;2)采用特殊的信號構造方法，可有效地抑制逆變器非線(xiàn)性因素的影響;3)能實(shí)現考慮磁路飽和效應的電感離線(xiàn)辨識，可推廣到電機低速運行工況的在線(xiàn)辨識。
本文編自《電工技術(shù)學(xué)報》，原文標題為“考慮逆變器非線(xiàn)性永磁同步電機高頻注入電感辨識方法”，作者為黃科元、周佳新 等。
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