永磁同步电机磁链信息在线监测新方法

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1、第22卷第2期电力系统及其自动化学报Vo1．22NO．22010年4月ProceedingsoftheCSU—EPSAADr．2010永磁同步电机磁链信息在线监测的新方法文传博，齐亮(1．上海电机学院电气学院，上海200240；2．上海电气集团中央研究院，上海200070)摘要：针对卡尔曼滤波器和扩展卡尔曼滤波器只能在时域上对永磁同步电机参数进行有效估计这一弊端，文中提出一种基于卡尔曼滤波算法和小波变换的多尺度在线监测算法。结合扩展卡尔曼滤波的实时性和小波变换的多尺度性，通过测量电机的端电压和流过定子线圈的电流在线估计电机永磁体的磁场状况。新算法不仅能够在时域和频域上

2、同时对电机故障进行实时监测，且其诊断精度优于扩展卡尔曼滤波算法。仿真结果进一步说明新算法的正确性和有效性。关键词：永磁同步电机；多尺度分析；扩展卡尔曼滤波中图分类号：TM341文献标志码：A文章编号：10038930(2010)02—002205On—lineDetectionMethodofMagnetFluxLinkageforPermanentMagnetSynchronousMotorWENChuan—bo。QILiang。(1．SchoolofEectricEngineering，ShanghaiDianjiUniversity，Shanghai200240

3、，China；2．ShanghaiElectricGroupCo．，Ltd．CentralAcademe，Shanghai200070，China)Abstract：AccrodingtOtheshortcomingthatKalmanfilter(KF)andExtendedKalmanfilter(EKF)canonlyestimatetheparametersofthepermanentmagnetsynchronousmotor(PMSM)intimedomain，anewmulti—scaleon—linedetectionmethodispresented

4、basedonKFandwavelettransform．Bymonitoringthevoltageofsmotorandcurrentofthestatorwinding，itispossibletOestimatethepermanentmagnetfluxlinkageon一1ine，whichhastheadvantagesofKFandwavelettarnsform．Thenewfilternotonlypossessesthemultiscaleanalysiscapabilitybothintimedomainandfrequencydomain，b

5、utalsohasbetterestimationaccuracythantra—ditionalEKF．Computersimulationsshowtheeffectofthenewalgorithm．Keywords：permanentmagnetsynchronousmotor；multiscaleanalysis；extendedKalmanfilter由于永磁同步电机具有结构简单、运行可靠、诊断中，并取得不错的效果。然而这些技术只能在效率较高等优点，使得其在不同工作环境下有着广时域中对电机状态进行估计，并不能得到系统在频泛的应用。由于电机参数较为敏感且易受

6、到干扰，域中的有关信息，而小波变换是一个很好的频域分为实现电机的高效率运行，电机当前的转子磁链数析工具j。。本文在原有的KF和EKF基础上，结合据是必不可少的信息。小波变换理论，提出一种新的实时多尺度监测方利用电机端电压和线圈电流等已知信息对电法，该方法不仅能够提高目标的估计精度，还能得机参数进行估计的众多技术中，卡尔曼滤波(KF)和扩展卡尔曼滤波(EKF)是常用的方法”J。这是到系统在频域上信息，并且监测过程是实时的。由于KF是最优的线性滤波器，并且其估计是递归1永磁同步电机的数学模型描述的和实时的。由于这些优点，KF和EKF技术已广泛应用到永磁同步电机的控制、在线

7、监测以及故障忽略电动机铁心的饱和，不计电动机中的涡流收稿日期：20080320；修回日期：20090604基金项目：国家自然科学基金项目(60801048)；上海市青年科技启明星计划项目(08QB1404100)；上海高校选拔培养优秀青年教师科研专项基金项目(sdj一07022)；上海市科委项目(08DZ1200505)第2期文传博等：永磁同步电机磁链信息在线监测的新方法·23·和磁滞损耗，幽坐标系固定于转子永磁体磁场方式中，噪声zc,(k一1)和v(k)均为白噪声，并且它们向，其电压方程可描述为一的方差分别为Q和R。当采样周期丁足够小时，有A—ex