[发明专利]一种在线测量异步电机转子时间常数的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及电动汽车领域，更具体地说，涉及一种在线测量异步电机转子时间常数的方法及装置。

背景技术

随着能源短缺和环境问题的日益突出，电动汽车以能量来源多样性和环境污染小的优点，越来越受到重视，各国政府和汽车制造厂商在电动汽车的研究与开发上投入了大量人力及物力。牵引电机作为动力源，在电动汽车中发挥了重要角色。目前，主流的牵引电机主要有永磁同步电机和异步感应电机两种，这两种电机各有优缺点，其相互比较无明显优势。

异步电机以其成本低廉、稳定可靠的优点，得到了很多开发人员的青睐。但它也存在体积大、效率比永磁电机低及控制算法复杂的缺点。近年来，异步电机的制造工艺不断提高，特别是铸铜转子电机的出现，使得异步电的体积更小，效率更高。在控制上，由于异步电机的矢量控制算法受电机参数的影响很大，电机参数的准确性直接影响控制性能，当电机参数的准确性较差时，会使效率和功率因数降低。尤其是转子时间常数，其准确性会影响矢量控制的解耦效果，当转子时间常数的准确性较差时，会使磁场定向和输出转矩出现误差。此外，在异步电机运行过程中，电机参数还会随着电压、电流和温度等环境因素的改变而改变，因此，在控制电机之前，必须准确测量电机参数的值及其变化趋势。

目前，在异步电机的矢量控制中，工程上大都对电机参数采用定值，然后对其做一些补偿，一些学者也提出了在线测量电机参数的方法，但这些方法算法复杂，对CPU资源占用大，且转子时间常数的测量要依赖电机的其他参数，其测量的转子时间常数的精度不高。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述算法复杂、对CPU资源占用大、测量的转子时间常数精度不高的缺陷，提供一种算法简单、对CPU资源占用较小、测量的转子时间常数精度较高的在线测量异步电机转子时间常数的方法及装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种在线测量异步电机转子时间常数的方法，包括如下步骤：

A）预先给定初始参数；

B）取得转子磁链在定子绕组上的感应电动势；

C）对所述转子磁链在定子绕组上的感应电动势进行处理并取得同步角速度的值；

D）由所述同步角速度取得转差频率的值；

E）依据转差频率公式取得转子时间常数的值。

在本发明所述的在线测量异步电机转子时间常数的方法中，所述步骤A）进一步包括：

A1）分别离线测量电机定子电阻、定子电感、转子电感和励磁电感的值并将其作为初始参数；

A2）分别在线获得电机定子电压在两相静止坐标系下两个轴上的分量和定子电流在两相静止坐标系下两个轴上的分量。

在本发明所述的在线测量异步电机转子时间常数的方法中，所述步骤B）进一步包括：

B1）将所述定子电感、转子电感和励磁电感的值代入漏磁系数公式得到漏磁系数的值；

B2）对所述定子电流在两相静止坐标系下两个轴上的分量分别进行微分并分别得到定子电流微分值在两相静止坐标系下两个轴上的分量；

B3）依据所述定子电阻、漏磁系数、定子电感、定子电压在两相静止坐标系下两个轴上的分量、定子电流在两相静止坐标系下两个轴上的分量和定子电流微分值在两相静止坐标系下两个轴上的分量分别得到第一定子绕组感应电动势和第二定子绕组感应电动势；

先执行所述步骤B1）再执行步骤B2）或先执行所述步骤B2）再执行步骤B 1）或步骤B1）和步骤B2）同时执行。

在本发明所述的在线测量异步电机转子时间常数的方法中，所述步骤C）进一步包括：

C1）对所述第一定子绕组感应电动势和第二定子绕组感应电动势进行坐标变换得到感应电动势在两相旋转坐标系下第一轴上的分量和感应电动势在两相旋转坐标系下第二轴上的分量；

C2）对所述感应电动势在两相旋转坐标系下第一轴上的分量进行积分得到转子磁链的值；

C3）将所述感应电动势在两相旋转坐标系下第二轴上的分量除以所述转子磁链得到同步角速度的值。

在本发明所述的在线测量异步电机转子时间常数的方法中，所述步骤C）进一步包括：

C1’）对所述第一定子绕组感应电动势和第二定子绕组感应电动势进行坐标变换得到感应电动势在两相旋转坐标系下第一轴上的分量和感应电动势在两相旋转坐标系下第二轴上的分量；

C2’）对所述感应电动势在两相旋转坐标系下第一轴上的分量进行积分得到转子磁链的值；