[发明专利]在线校正转子时间常数的方法、异步电机驱动方法及装置

说明书

本发明提供一种在线校正转子的时间常数的方法，方法包括：基于转子磁链的q轴分量建立参考模型和可调模型；将参考模型的自然输出值与可调模型的输出值进行差分并进行比例积分调节以得到转子时间常数的校正系数增量，进而得到转子时间常数的校正系数；通过校正系数来校正转子时间常数的离线测量值以得到转子时间常数的校正值。本发明采用转子磁链q轴分量作为参考模型，模型输出自然为零，不使用电机参数计算，鲁棒性好。并且，本发明既可省去对电机定子端电压的采样部分，又保证了观测的精度并且减小算法实现难度。另外，本发明能够有效、准确地实现对异步电机转子时间常数的在线校正，提高异步电机转矩控制精度，从而改善异步电机控制系统性能。

技术领域

本发明涉及电机控制领域，具体说涉及一种在线校正转子时间常数的方法、 异步电机驱动方法及装置。

背景技术

异步电机以其运行可靠、性能优良、维护方便等优点被广泛应用于各领域。 目前，异步电机常采用基于转子磁场定向的矢量控制方法，矢量控制通过磁场定 向，实现异步电机励磁电流分量和转矩电流分量的独立控制，从而使电机磁链和 转矩解耦，获得了可媲美直流电机调速系统的控制性能。

然而，异步电机在实际运行过程中电机本身会发热，转子电阻受电机温升影 响，其阻值会发生变化，在这种情况下如不对异步电机转子时间常数进行在线校 正，将会导致控制中转差计算值和理论值存在偏差，从而使磁场定向同步角计算 值错误，导致磁场定向不准，影响异步电机的转矩控制精度，严重时会导致控制 系统失稳。

目前，针对异步电机转子时间常数在线校正主要分为基于信号注入或者频谱 分析法、基于状态观测器的方法、基于模型参考自适应的方法以及智能控制等方 法。基于信号注入的方法会对系统造成一定不良影响。基于状态观测器的方法和 智能控制方法则存在计算量大、控制复杂、实用性较差的不足。而模型参考自适 应的方法虽然具有简单、实用的特点，但目前参考模型计算都严重依赖电机本体 参数，鲁棒性较差。

因此，目前急需一种在线校正转子时间常数的方法、异步电机驱动方法及装 置。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种在线校正转子的时间常数的方法，所述 方法包括：

基于转子磁链的q轴分量建立参考模型和可调模型；

将所述参考模型的自然输出值与所述可调模型的输出值进行差分并进行比 例积分调节以得到转子时间常数的校正系数增量，进而得到转子时间常数的校正 系数；

通过所述校正系数来校正转子时间常数的离线测量值以得到转子时间常数 的校正值。

根据本发明的一个实施例，所述参考模型的自然输出值为零，所述可调模型 的输出值为转子磁链观测值。

根据本发明的一个实施例，所述可调模型为转子磁链动态电压模型，其中， 所述转子磁链q轴分量的观测值通过下式得到：

其中，为转子磁链在αβ轴下的分量，u_sα，u_sβ为定子电压在αβ轴下 的分量，R_s为定子电阻，L_r为转子电感，L_s为定子电感，L_m为互感，σ为定转子 漏感系数。

根据本发明的一个实施例，采用控制输出电压来作为所述转子磁链动态电压 模型的输入，使得所述转子磁链q轴分量的观测值进一步通过下式得到：