[发明专利]用于确定感应电机的励磁曲线和转子电阻的系统以及制造其的方法

说明书

技术领域

本发明的实施例一般涉及电动机控制，并且更特别地涉及确定感应电机的励磁曲线的装置以及方法。

背景技术

基于转子磁通取向的高性能无传感器矢量控制在很大程度上依赖于感应电机的参数估计。已经提出了包括在线方法和离线方法的许多用于感应电动机参数识别的方法。一般来说，定子和转子电阻的在线识别基于离线估计值。转子识别的传统方法包括堵转和空载测试。然而，在一些工程应用中无法实现堵转和空载测试。

已经提出了一种涉及向电动机施加不同频率的单相正弦激励来模仿堵转和空载情况的方法。这种方法的缺点是频率的选择非常重要，并且该方案对采样误差非常敏感，其可导致大的转子电阻识别误差。基于统计数据还提出了诸如使用递归最小二乘(RLS)算法的其它方法。这些方法可以是高度精确的，但通常在计算上要求过高，导致长运行循环。

许多应用使用以远超过额定速度的高速度运行的感应电机。由于可用电压被限制为低于该高速度，转子磁通基准随着速度增加而降低，因而导致在弱磁区中运行。最优励磁电感在弱磁区中更新的问题一直是近几十年来广受关注的话题。励磁电感的在线更新可依赖于离线识别的励磁曲线。通常将励磁曲线制作成存储在控制器中的表格，并且根据磁通基准通过查表在线更新励磁电感值。

用于励磁曲线识别的常用方法包括曲线拟合算法。在这些方法中，使用显函数(例如，幂函数，有理幂函数，多项式等)，并相应地设定假定函数的系数。通过选择在不同励磁电流下的一组励磁电感估计值，可解出函数的系数。然而，真实励磁曲线依赖于不确定的函数，并且电机的励磁曲线相互不同。因此，这些方法可能并不是精确矢量控制的最佳选择。

因此，期望一种克服上述缺点的用于确定感应电机的励磁曲线的装置以及方法。

发明内容

根据本发明的一方面，一种用于识别感应电机的励磁电感的系统包括包含转子和定子的感应电机，DC电压母线，以及耦接到DC电压母线及感应电机的DC到AC电压逆变器。系统还包括控制器，该控制器被配置为使DC到AC电压逆变器向感应电机的多个相施加方波激励，基于方波激励确定感应电机定子的定子电阻，以及基于方波激励确定感应电机转子的转子电阻。控制器同样被配置为基于定子和转子电阻计算感应电机的励磁曲线，并且基于励磁曲线控制感应电机运行。

根据本发明的另一方面，用于确定感应电机的励磁电感的系统包括，耦接到DC电压母线及感应电机的DC到AC电压逆变器。系统还包括控制器，该控制器被配置为使DC到AC电压逆变器向感应电机的一对相施加方波激励，并且基于方波激励确定感应电机的定子电阻R_s。控制器同样被配置为基于方波激励确定感应电机的转子电阻R_r，基于定子电阻R_s以及基于转子电阻R_r计算励磁曲线，并且根据励磁曲线控制感应电机运行。

根据本发明的又一方面，用于制造感应电机控制电路的方法包括，提供感应电机，将DC到AC电压逆变器耦接到感应电机，以及将DC电压母线耦接到DC到AC电压逆变器。方法还包括将控制器配置为使DC到AC电压逆变器向感应电机的一对相施加方波激励，基于方波激励确定感应电机定子的定子电阻，以及基于方波激励确定感应电机的转子电阻R_r。同样将控制器配置为基于定子电阻和转子电阻计算感应电机的励磁曲线，并且基于励磁曲线控制感应电机运行。

本发明的各种其它特征和优点将从以下详细描述和附图中变得显而易见。

附图说明

附图示出目前实现本发明所考虑的优选实施例。

在附图中：

图1是根据本发明实施例的感应电机的控制电路的电路图。

图2是根据本发明实施例的感应电机相的T型等效电路的电路图。

图3是根据本发明另一实施例的感应电机相的Γ型等效电路的电路图。

图4是示出根据本发明实施例的用于确定感应电机励磁曲线的技术的流程图。

图5是由本发明实施例所实现的方波脉冲序列的脉冲图。

图6是由本发明实施例所实现的方波脉冲序列的脉冲图。

具体实施方式