[发明专利]三相异步电机的参数离线辨识方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种三相异步电机，特别涉及一种三相异步电机的参数离线辨识方法及装置。

背景技术

近年来，感应电机的无速度传感器矢量控制技术快速发展。矢量控制为了进行坐标变换，必须要知道转子磁链的相位，即磁链角。磁链闭环控制时，为了维持转子磁链幅值恒定，必须要得到磁链的具体数值。因此，磁场定向和磁链的幅值在矢量控制中至关重要。磁链的相位角和幅值一般通过磁链观测模型得到，而观测模型都是依据电机的数学模型建立的，观测模型中的大部分观测量表达式都与电机参数密切相关。

电机经长时间运行后，由于老化及电机运行过程中的发热等原因，电机参数也会发生变化。其次，变频调速系统的电机往往来自不同厂家，即使同一厂家生产的相同型号电机，参数也不完全一样。电机参数不准确会导致磁链观测产生误差，直接影响到磁场定向，从而影响矢量控制的性能。因此，无速度传感器矢量控制离不开准确的电机参数。准确的电机参数初值可以使控制系统在运行过程中获得优良的控制性能，并为系统运行过程中参数的在线辨识奠定好的基础。

传统的电机参数离线辨识方法主要通过直流实验获得电机的定子电阻值，通过堵转实验获得电机定转子的漏感和转子电阻值，通过空载实验获得电机互感值。实际变频调速系统中往往难以直接应用。首先，在调速系统中，很难实现电机转子的堵转；其次，工业现场电机所带负载常常是不可卸的，无法满足空载实验条件。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种使电机在静止状态下进行参数识别的三相异步电机的参数离线辨识方法及装置，本发明的方法无需电机转动就能实验电机参数的辨识，省去了传统参数辨识过程中所需的空载实验，特别是在电机带载的条件下也能实验电机参数辨识，扩大了电机参数辨识的应用范围，辨识出的电机参数准确性获得提高。

三相异步电机的参数离线辨识方法，包括：

步骤一，通过以下步骤辨识定子电阻：

S10，对控制器设置第一直流的参考电流；

S11，通过控制器控制逆变器，逆变器输出的电流使电机的三相绕组的连接方式等效为任意两相绕组并联后再与另一相绕组串联，这种方式分三次进行，每一次进行时通过传感器检测一相绕组的端电流，将检测的电流反馈到控制器，参考电流与反馈电流的差值作为PI调节输入，并依据PI调节的输出进行PWM调制，控制器对一相绕组的电流和电压进行分析，该分析根据上述等效方式进行，从而得到电机绕组的直流电压和直流电流；

S12，对控制器设置第二直流的参考电流；

S13，重复步骤S11；

S14，控制器根据两次检测得到的直流电压和直流电流计算电机的定子电阻；

直流实验时，加在电机两端的电压U_α与电流I_α存在如下关系：

U_α＝U₁(I_α)+U₂+R_sI_α

式中U₁(I_α)为由开关管导通关断时死区时间引起的非线性电压误差，U₂为逆变器开关管管压降，R_s为定子电阻。其中非线性电压误差U₁(I_α)，可以通过选择给定电流参考，使逆变器尽量工作在线性区来避免；可以看出采用直流增量法选择两个不同的直流参考电流用两次直流实验的电压差、电流差辨识定子电阻可以有效避免管压降U₂的影响。

步骤二，通过以下步骤对电机定子漏感、转子漏感、转子电阻以及电机互感进行辨识：

S20，对控制器设置直流量加交流分量的第三参考电流，该第三参考电流的频率为ω₁；

S21，通过控制器控制逆变器，逆变器输出的电流使电机的三相绕组的连接方式等效为任意两相绕组并联后再与另一相绕组串联，这种方式分三次进行，每一次进行时通过传感器检测一相绕组的端电流，将检测的电流反馈到控制器，参考电流与反馈电流的差值作为PI调节输入，并依据PI调节的输出进行PWM调制，控制器对一相绕组的电流和电压进行分析，该分析根据上述等效方式进行，从而得到电机绕组的交流电压和交流电流；

S22，改变第三参考电流给定中的交流分量频率为ω₂；

S23，重复步骤21；