[发明专利]参数自整定与变频控制系统及其统一装置、参数辨识方法

说明书

本发明公开了参数自整定与变频控制系统及其统一装置、参数辨识方法，参数自整定与变频控制系统包括参数自整定控制器、速度给定及测量反馈环节、励磁给定及反馈环节、异步电机控制器，程控功能选择环节和空间矢量脉宽调制环节；速度给定及测量反馈处理环节和励磁给定及反馈处理环节分别与异步电机控制器相连，异步电机控制器又分别与参数自整定控制器和程控功能选择环节相连，程控功能选择环节分别与参数自整定控制器和空间矢量脉宽调制环节相连，空间矢量脉宽调制环节与参数自整定控制器相连。本发明能够快速准确的对大功率异步电机参数进行离线自整定，具备良好的抗干扰能力，同时使得大功率异步电机保持静止并且无需拆装轴上负载，方法简单。

技术领域

本发明涉及一种参数自整定与变频控制系统及其统一装置、参数辨识方法，具体是一种大功率异步电机伪随机参数辨识及变频控制统一装置及方法，属于电力拖动控制技术领域。

背景技术

在现代异步电机变频调速系统中，矢量控制被认为是一种理想的调速控制方法。然而在实现矢量控制技术中仍然存在一些需要进一步解决的问题，其中之一就是如何比较准确地确定异步电机的参数，以保证对磁场的正确定向。此外，在无速度传感器直接转矩控制系统中，同样也需要辨识电机参数。由异步电机铭牌或产品手册中的数据推算出来的部分参数，通常会有较大的偏差，并且由于电机实际运行时存在的磁路饱和、集肤效应及绕组温度变化等都会使电机参数发生变化，因此就难以保证动态过程中电流的完全解耦，从而影响系统的控制效果和运行性能。

目前，主要采取两种方法来解决上述问题：一是设计对电机参数不敏感的鲁棒控制器；二是对电机的某些重要参数进行在线辨识，并将辨识结果用于控制器的设计和参数整定中。实质上，这两种方法是统一的，一方面：参数辨识的目的在于提高控制器的自适应能力，从而提高控制器对参数变化的鲁棒性；另一方面，不具备参数辨识能力的控制器对参数变化的适应能力不够强，往往难以达到理想的控制效果。

目前采用较多的是参数检测方法为稳态实验法，即通过直流实验、单相实验和空载实验分别辨识异步电机定子电阻Rs，定子漏感Lr、转子漏感Ls和转子电阻Rr，互感Lm。该方法对于采用定点DSP为处理器的变频器，实现其算法简单，但存在严重缺陷，在很多实际应用场合，异步电机负载不允许脱开，空载实验无法进行，使得该方法在实际应用中存在很大的局限性。

随着异步电机调速系统的发展，电机不转时(或电机投入正常运转之前)的参数辨识方法，特别是不需要增加额外的硬件设备而仅靠异步电机调速系统自身进行的参数辨识方法逐渐成为当前异步电机驱动技术发展的一个潮流，成为现代异步电机驱动系统的新特点。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种参数辨识及变频控制统一装置及参数辨识方法，能有效地解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

参数自整定与变频控制系统，包括参数自整定控制器、速度给定及测量反馈环节、励磁给定及反馈环节、异步电机控制器，程控功能选择环节和空间矢量脉宽调制环节；其中速度给定及测量反馈处理环节和励磁给定及反馈处理环节分别与异步电机控制器相连，异步电机控制器又分别与参数自整定控制器和程控功能选择环节相连，程控功能选择环节分别与参数自整定控制器和空间矢量脉宽调制环节相连，空间矢量脉宽调制环节与参数自整定控制器相连。

进一步，所述参数自整定控制器采集空间矢量脉宽调制环节输出的脉冲触发时间及控制所需电压电流信号，输出辨识启动信号及异步电机控制器所需的电机参数，同时输出程控选择指令至程控功能选择环节，选择系统处于参数整定辨识模式或变频控制模式，程控功能选择环节输出相应的调制矢量至空间矢量脉宽调制环节，空间矢量脉宽调制环节输出的触发脉冲信号对逆变器进行控制。