[发明专利]基于参数在线观测的异步电机最优效率控制方法

说明书

本发明公开了一种基于参数在线观测的异步电机最优效率控制方法，包括采用电机当前的电流、电压、转速采样结果和电阻参数偏差值，通过预设的状态观测器观测电机的各个状态变量；利用观测的定子电流和实测的定子电流计算定子电流矢量角误差；利用定子电流矢量角误差观测转子电阻；按照预设的定子电阻自适应率和铁损电阻自适应率观测电机的定子电阻和铁损电阻；并将观测得到的转子电阻、定子电阻和铁损电阻的新值应用于最优效率控制系统中，重新计算转子磁链给定值。本发明的优点是在不影响电机转速和带载能力的前提下，观测电机的实际转子电阻、定子电阻和铁损电阻，修正最优转子磁链给定值，提高采用效率优化控制策略的交流调速系统的优化效果。

技术领域

本发明涉及异步电机的最优效率控制技术，具体涉及一种基于参数在线观测的异步电机最优效率控制方法。

背景技术

目前异步电机最优效率控制一般采用基于损耗模型效率优化算法，该算法为基于电机的损耗模型和电机有功损耗最小原则得到电机的最优转子磁链幅值与电机给定转矩、电机转速、定子电阻、转子电阻、互感、铁损电阻的函数。但是，传统的基于损耗模型效率优化算法存在局限性：首先，传统的基于损耗模型的效率优化算法是基于电机的损耗模型和电机有功损耗最小原则得到电机的最优转子磁链幅值与电机给定转矩、电机转速、定子电阻、转子电阻、互感、铁损电阻的函数。当电机运行时，电机的定子电阻、转子电阻极易受温度因素的影响导致电机的控制参数与电机的实际参数发生变化，导致效率优化算法给定的最优磁链与按电机实际参数计算的最优磁链产生偏差，影响效率算法的优化效果。其次，传统的效率优化算法是基于矢量控制，当电机转子电阻R_r发生变化时，导致转子磁场定向角度产生偏差，表现为间接矢量控制中采用的转子磁场定向角度与电机实际的转子磁场定向角度不一致，给定的转子磁链幅值Ψ_r*和电机的实际转子磁链幅值Ψ_r不一致，受转速闭环约束，转速外环输出的转矩给定值T_e*与扭矩传感器的输出转矩T_e不一致，进一步加剧了电机给定最优磁链幅值与按电机实际参数计算的最优磁链幅值的偏差，恶化效率算法的优化效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种基于参数在线观测的异步电机最优效率控制方法，本发明利用观测器观测的定子电流角度偏差观测转子电阻，利用构建的铁损电阻和定子电阻的自适应率观测定子电阻和铁损电阻，实时修正电机控制参数，更新最优转子磁链的给定值，提高采用效率优化控制策略的交流调速系统的优化效果。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种基于参数在线观测的异步电机最优效率控制方法，包括：

S1)针对电机当前的电流、电压、转速采样结果，转子电阻偏差值定子电阻偏差值和铁损电阻偏差值通过预设的状态观测器观测电机的各个状态变量，观测得到的状态变量包括定子电流观测值和

S2)利用电流采样结果中的实测定子电流i_sα,i_sβ、状态观测器观测得到的定子电流观测值计算定子电流矢量角误差θ_err；

S3)利用定子电流矢量角误差θ_err来观测转子电阻R_r；按照预设的定子电阻自适应率观测电机的定子电阻R_s，按照预设的铁损电阻自适应率观测电机的铁损电阻R_Fe；

S4)判断定子电流矢量角误差θ_err是否小于预设阈值，若小于预设阈值，则跳转执行下一步；否则，将观测得到的转子电阻R_r、定子电阻R_s和铁损电阻R_Fe的新值应用于状态观测器，跳转执行步骤S1)；