[发明专利]一种异步电机机泵一体化参数辨识方法

说明书

本发明提供了一种异步电机机泵一体化参数辨识方法，包括：1根据泵类符合特性，建立异步电机状态方程与泵类负荷转矩方程，以此方程来描述机泵运行状况；通过对泵类负荷有功和无功特性的分析，加以区别恒转矩负荷，可以有效地分辨出泵类负荷；3建立粒子群参数辨识方法，以此方法实现对机泵一体化辨识，省去了大量计算步骤，并且结果更加准确。该方法可以实现异步电机机泵一体化辨识，且辨识结果更加准确，使系统整体建模的准确性有所提高。

技术领域

本发明属于异步电机参数辨识领域，具体涉及机泵一体化参数辨识方法。

背景技术

随着科学技术的发展，越来越多的电气设备在人们的生活和生产环境中出现，成为当代社会工业制造的基础。其中三相异步电动机是目前使用最多的电气设备，在化工、冶炼、机械生产等诸多领域均有应用。多领域的使用也带来了更多的能源消耗，据相关部门的数据统计，异步电机的年耗电量约占全社会总耗能的六成以上，是耗能最大的基础生产设施。据推算，异步电机损耗降低一个百分点，可年节约用电量160亿kW·h。而在科技进步给人类带来便利的同时，因社会快速发展而导致的污染问题和地球资源快速消耗的问题也出现人们眼前。为了能持续发展，各国政府逐渐都将节能减排作为一项重要国策，人们的环保意识与节能意识也不断提高。因此，作为“耗能大户”的电机成为实现节能的研究重点。而掌握电机的参数，则是电机高效运行得前提。

在对电力系统负荷进行建模时，异步电机负荷的准确性建模对系统整体稳定性的评估显得尤为重要。泵类负荷作为异步电机重要的一种负荷，泵类参数特性的准确性则同样影响着整体建模的准确性。同时，要实现对异步电动机的高性能控制和能效计算,需要准确获取异步电动机及泵类负载的等效电路参数。异步电动机等效电路参数的变化可以反映电机的运行状态,以此作为依据可对电机进行故障诊断分析。因此,对电机等效电路参数进行准确辨识是实现电机高性能控制、能效管理和故障诊断的前提和关键。通常，异步电机的参数由铭牌参数计算得出，然而随着异步电机长时间的运行，电机的一些参数会发生改变，由铭牌上的数据并不能计算出异步电机的准确参数。传统参数试验方法是通过空载试验和堵转试验来获得电机参数,所得到的电机参数精度不高,不能满足当下对电机的高性能要求,并且需要电机脱离运行状态，不能实现在线辨识。因此，需要对电机参数的在线辨识来得到电机的准确运行状态，从而使电力系统负荷建模更加准确、机泵运行更加高效。

本发明针对机泵模型，提出一种机泵一体化建模方法，并针对这一模型，提出了一种机泵一体化参数辨识方法，此方法可以对异步电机和泵类负荷一体化参数辨识，简化了传统方法分别辨识的步骤。

发明内容

本发明技术解决的问题：克服现有电机、泵类参数分块辨识技术的不足，实现机泵参数一体化建模与辨识。其能够对提高电力系统泵类负荷建模的准确性，为电力系统稳定性评估，谐波治理等提供更加准确的数据支持。

这种机泵参数一体化建模与辨识的解决方案具体包括：

首先建立异步电机状态方程模型，

异步电机状态方程为

其中：ω为转子的电角速度；ω₁为定子侧旋转磁场的电角速度；i_sd、i_sq为定子d、q轴电流；ψ_sd、ψ_sq为定子d、q轴磁通；u_sd、u_sq为定子d、q轴电压；n_p为电机磁极对数，J为转动惯量；R_s、R_r为定子电阻、转子电阻；L_s、L_r、L_m为定子电感、转子电感和励磁电感； T_L为负载转矩。