[发明专利]静止状态下的异步电机参数离线辨识方法

说明书

技术领域

本发明设计涉及一种电机参数辨识技术，尤其涉及一种静止状态下的异步电机参数离线辨识方法。

背景技术

在感应电机矢量控制系统，特别是无PG（旋转编码器）矢量控制或直接转矩控制系统中，电机参数占有非常重要的地位。电机参数的准确性直接影响到磁链观测、转速估计、控制参数调节等关键环节。矢量控制中需要的电机参数是在电机铭牌中查询不到的，即使根据电机产品手册的数据推算出部分电机参数，通常也跟实际数据有较大偏差。因此，电机参数辨识一直是电机控制领域中一个非常重要的课题。

电机参数辨识包括离线参数辨识和在线参数矫正两部分。离线参数辨识是指在电机运行之前，对其施加一系列激励信号，通过检测电机响应来获得电机的相关参数。一般通用控制器的电机参数自整定功能采用的都是传统的离线辨识方法，需要对电机进行堵转试验和空转试验。但对于部分特定工作环境、大功率电机、特别是高压电机而言，上述两个实验都难以进行。这是因为：首先，大功率电机力矩过大，人工难以锁住其输出转轴，所以堵转试验难以实现；其次，部分电机在系统调试前已经与负载固定安装完成，属于不可拆卸或难以拆卸的状态，所以空载试验也难以进行。

在电机静止参数辨识技术方面，中国专利《基于自适应补偿的异步电机参数辨识方法》，公开号为CN201110191565.9，公开了一种异步电机在静止状态下的参数辨识方法，该方法采用近似公式计算定转子互感，并且没有考虑集肤效应对转子电阻辨识精度的影响，辨识精确度欠佳。

发明内容

本发明的目的是针对现有异步电机参数辨识方法中存在的实用性差、检测精度不准确的问题，提供一种电机静止状态下的离线参数辨识方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种静止状态下的异步电机参数离线辨识方法，该方法基于所述异步电机及与该异步电机输入端连接的逆变器实现，其中，所述异步电机包括转子和带有多相绕组的定子，该方法包括以下步骤：

步骤一，通过以下步骤辨识定子电阻：

S11，对所述定子的任意两相绕组施加第一直流电压激励；

S12，通过所述逆变器采集所述步骤S11中的两相绕组在第一直流电压激励下达到稳态时的第一直流电流；

S13，对所述定子的任意两相绕组施加第二直流电压激励；

S14，通过所述逆变器采集所述步骤S13中的两相绕组在第二直流电压激励下达到稳态时的第二直流电流；

S15，根据所述第一直流电压和第二直流电压以及相应的所述第一直流电流和第二直流电流，计算获得所述定子电阻；

步骤二，通过以下步骤辨识转子电阻、定子漏感和转子漏感：

S21，对所述定子的任意两相绕组施加单相额定频率的第一交流电压激励；

S22，获取所述步骤S21中的两相绕组在该第一交流电压激励下达到稳态时的第一相电流以及所述第一交流电压与所述第一相电流之间的第一相位角；

S23，根据所述第一交流电压的有效值、所述第一相电流的有效值以及所述第一相位角计算获得所述转子电阻、定子漏感和转子漏感；

步骤三，对所述步骤二中计算的所述转子电阻进行修正，以抑制集肤效应对所述转子电阻辨识精度的影响；

步骤四，通过以下步骤计算获得所述电机每相绕组的T型等效电路的总电抗：

S41，对所述定子的任意两相绕组施加频率在0.1～0.5Hz范围内的单相第一低频交流电压激励；

S42，获取所述步骤S41中的两相绕组在所述第一低频交流电压激励下达到稳态时的第一低频相电流以及所述第一低频交流电压与所述第一低频相电流之间的第一低频相位角；

S43，根据所述第一低频交流电压的有效值、所述第一低频相电流的有效值以及所述第一低频相位角，计算获得所述电机定子的每相绕组在所述第一低频交流电压激励下的T型等效电路的第一总电抗的实部和虚部；

步骤五，通过以下步骤辨识定转子互感：

S51，采用频率在0.1～0.5Hz范围内的第二低频交流电压激励重复执行所述步骤四，计算获得所述电机定子的每相绕组在所述第二低频交流电压激励下的T型等效电路的第二总电抗的虚部；

S52，采用频率在0.1～0.5Hz范围内的第三低频交流电压激励重复执行所述步骤四，计算获得所述电机定子的每相绕组在所述第三低频交流电压激励下的T型等效电路的第三总电抗的虚部；

S53，根据所述定转子互感与所述第一总电抗、第二总电抗和第三总电抗的虚部，计算获得所述定转子互感。