[发明专利]无速度传感器电机的速度辨识方法及电机保护方法

说明书

无速度传感器电机的速度辨识方法及电机保护方法，其中，速度辨识方法包括：转子磁链分量确定步骤，获取待分析电机的电压数据和电流数据，根据电压数据和电流数据分别计算在电压模型下和电流模型下待分析电机在两相静止α‑β坐标系下的转子磁链分量；速度辨识自适应律确定步骤，根据转子磁链分量计算待分析电机的速度辨识自适应律；辨识速度确定步骤，根据速度辨识自适应律计算待分析电机的转子电角速度。该方法实现过程简单，其速度辨识自适应律的计算过程能够降低低速制动工况下速度辨识发散的问题，从而使得最终得到的电机的转子电角速度更加准确。

技术领域

本发明涉及电机技术领域，具体地说，涉及无速度传感器电机的速度辨识方法及电机保护方法。

背景技术

在城市轨道交通牵引传动领域，交流传动已逐步取代直流传动成为应用主流。目前成熟且最为广泛应用的模式为电压型交直交逆变器驱动异步电动机的控制方式，在控制策略上一般采用矢量控制或直接转矩控制算法，一般需安装速度传感器以实时反馈当前转子信息。

然而，轨道交通用速度传感器齿数较少，限制了牵引系统在低速区的控制精度。尽管轨道交通牵引用速度传感器针对恶劣环境下工作进行了特殊设计，但由于速度传感器与牵引电机合为一体，导致其工作环境温升超过100℃，并且由于路轨的平整度以及车辆运行中的机械振动使其承受很大的机械应力，故障率相对较高。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种无速度传感器电机的速度辨识方法，所述方法包括：

转子磁链分量确定步骤，获取待分析电机的电压数据和电流数据，根据所述电压数据和电流数据分别计算在电压模型下和电流模型下所述待分析电机在两相静止α-β坐标系下的转子磁链分量；

速度辨识自适应律确定步骤，根据所述转子磁链分量计算所述待分析电机的速度辨识自适应律；

辨识速度确定步骤，根据所述速度辨识自适应律计算所述待分析电机的转子电角速度。

根据本发明的一个实施例，根据如下表达式计算所述转子电角速度：

ω＝K_pΔω+K_i∫Δωdt

其中，ω表示转子电角速度，K_p和K_i分别表示PI调节的比例调节参数和积分调节参数，Δω表示速度辨识自适应律，t表示时间。

根据本发明的一个实施例，速度辨识自适应律确定步骤包括：

根据所述转子磁链分量分别计算在电压模型下和电流模型下所述待分析电机的磁通量；

根据所述待分析电机的磁通量和计算所述待分析电机的速度辨识自适应律。

根据本发明的一个实施例，

根据如下表达式计算在电压模型下所述待分析电机的磁通量：

根据如下表达式计算在电流模型下所述待分析电机的磁通量：

ψ_r＝ψ_rα+jψ_rβ

其中，和ψ_r分别表示电压模型和电流模型下待分析电机的转子磁通量，ψ_rα和ψ_rβ分别表示电流模型下待分析电机在两相静止α-β坐标系下的转子磁链分量，和分别表示电压模型下待分析电机在两相静止α-β坐标系下的转子磁链分量。

根据本发明的一个实施例，根据如下表达式计算所述速度辨识自适应律：