本發(fā)明涉及三相異步電機(jī)參數(shù)辨識(shí)技術(shù),尤其涉及一種三相異步電機(jī)參數(shù)的離線獲取方法與系統(tǒng)。
背景技術(shù):
目前三相異步電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)中,矢量控制被認(rèn)為是一種理想的控制方法,其中,矢量控制法是根據(jù)磁場(chǎng)定向原理分別對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流和轉(zhuǎn)矩電流進(jìn)行控制,從而達(dá)到控制異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的目的。然而在矢量控制技術(shù)中仍然存在一些需要解決的問題,其中之一就是如何準(zhǔn)確的確定三相異步電機(jī)的定子電阻、轉(zhuǎn)子電阻、漏感和互感等三相異步電機(jī)內(nèi)部參數(shù),以保證對(duì)磁場(chǎng)的正確定向。
目前,確定電機(jī)內(nèi)部參數(shù)的方法有電機(jī)學(xué)實(shí)驗(yàn)方法和離線辨識(shí)方法。其中,電機(jī)學(xué)實(shí)驗(yàn)法對(duì)已經(jīng)安裝完成的三相異步電機(jī)不適用。而目前常用的離線辨識(shí)方法是在三相異步電機(jī)靜止的情況下,通過對(duì)三相異步電機(jī)注入的電壓、電流激勵(lì)以及對(duì)應(yīng)的響應(yīng),并通過傅里葉算法分別計(jì)算三相異步電機(jī)的基波電流和電壓,進(jìn)而獲得三相異步電機(jī)的內(nèi)部參數(shù)。但是現(xiàn)有的借助傅里葉算法的離線參數(shù)辨識(shí)方法,其計(jì)算復(fù)雜度和時(shí)間復(fù)雜度較高,并且對(duì)控制器的性能要求也較高。
因此,如何快速、準(zhǔn)確的獲得已安裝的三相異步電機(jī)的內(nèi)部參數(shù),成為技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明提供一種三相異步電機(jī)參數(shù)的離線獲取方法與系統(tǒng),用于解決現(xiàn)有技術(shù)無法快速、準(zhǔn)確獲得靜止的三相異步電機(jī)的內(nèi)部參數(shù)的問題。
第一方面,本發(fā)明提供一種三相異步電機(jī)參數(shù)的離線獲取方法,包括:
控制器驅(qū)動(dòng)逆變器在不同的時(shí)間段對(duì)所述三相異步電機(jī)的任意兩相施加激勵(lì)電壓,并采集所述三相異步電機(jī)在不同時(shí)間段根據(jù)所述激勵(lì)電壓所產(chǎn)生的響應(yīng)電流;
所述控制器根據(jù)所述激勵(lì)電壓、所述響應(yīng)電流、以及第一等效電路,獲得三相異步電機(jī)的漏感,并根據(jù)所述響應(yīng)電流和第二等效電路,獲得所述三相異步電機(jī)的第一時(shí)間常數(shù);
其中,所述第一等效電路為根據(jù)三相異步電機(jī)的Γ-1型等效電路并忽略所述三相異步電機(jī)的互感而得到的等效電路,所述第二等效電路為將所述第一等效電路中的電源等效成導(dǎo)線而得到的等效電路。
第二方面,本發(fā)明提供一種三相異步電機(jī)參數(shù)的離線獲取系統(tǒng),包括:整流器、逆變器、控制器、電壓傳感器、電流傳感器、直流支撐電容和三相異步電機(jī);
所述整流器的輸出端分別與所述電壓傳感器的第一輸入端、所述直流支撐電容的第一端、所述逆變器的第一輸入端電聯(lián)接,所述電壓傳感器的第二輸入端與所述直流支撐電容的第二端電聯(lián)接并接地,所述電壓傳感器的輸出端與所述控制器的第一輸入端電聯(lián)接,所述控制器的輸出端與所述逆變器的第二輸入端電聯(lián)接,所述逆變器的輸出端與所述電流傳感器的輸入端電聯(lián)接,所述電流傳感器的第一輸出端與所述控制器的第二輸入端電聯(lián)接,所述電流傳感器的第二輸出端與所述三相異步電機(jī)電聯(lián)接;
所述控制器,用于驅(qū)動(dòng)逆變器在不同的時(shí)間段對(duì)所述三相異步電機(jī)的任意兩相施加激勵(lì)電壓,并采集所述三相異步電機(jī)在不同時(shí)間段根據(jù)所述激勵(lì)電壓所產(chǎn)生的響應(yīng)電流;并根據(jù)所述激勵(lì)電壓、所述響應(yīng)電流、以及第一等效電路,獲得三相異步電機(jī)的漏感,并根據(jù)所述響應(yīng)電流和第二等效電路,獲得所述三相異步電機(jī)的第一時(shí)間常數(shù);
其中,所述第一等效電路為根據(jù)三相異步電機(jī)的Γ-1型等效電路并忽略所述三相異步電機(jī)的互感而得到的等效電路,所述第二等效電路為將所述第一等效電路中的電源等效成導(dǎo)線而得到的等效電路。
本發(fā)明提供的三相異步電機(jī)參數(shù)的離線獲取方法,控制器驅(qū)動(dòng)逆變器在不同的時(shí)間段對(duì)所述三相異步電機(jī)的任意兩相施加激勵(lì)電壓,并采集所述三 相異步電機(jī)在不同時(shí)間段根據(jù)所述激勵(lì)電壓所產(chǎn)生的響應(yīng)電流,所述控制器根據(jù)激勵(lì)電壓和響應(yīng)電流、以及所述第一等效電路,獲得三相異步電機(jī)的漏感,并根據(jù)響應(yīng)電流和所述第二等效電路,獲得所述三相異步電機(jī)的第一時(shí)間常數(shù)。本發(fā)明的技術(shù)方案,在電機(jī)完成安裝的情況下,可以智能識(shí)別電機(jī)的漏感,可以為在線辨識(shí)算法提供良好的初值,進(jìn)而保證了三相異步電機(jī)的安全可靠啟動(dòng),并加快了在線辨識(shí)算法的收斂速度。
附圖說明
為了更清楚地說明本發(fā)明或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例,對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發(fā)明提供的三相異步電機(jī)參數(shù)的離線獲取方法實(shí)施例一的流程示意圖;
圖1a為三相異步電機(jī)的T型等效電路圖;
圖1b為三相異步電機(jī)的Г-1型等效電路圖;
圖1c為本發(fā)明三相異步電機(jī)的第一等效電路圖;
圖1d為本發(fā)明三相異步電機(jī)的第二等效電路圖;
圖2為本發(fā)明提供的三相異步電機(jī)參數(shù)的離線獲取方法實(shí)施例二的流程示意圖;
圖2a為本發(fā)明三相異步電機(jī)的第三等效電路圖;
圖2b為本發(fā)明三相異步電機(jī)的第四等效電路圖;
圖3為本發(fā)明提供的三相異步電機(jī)參數(shù)的離線辨識(shí)方法實(shí)施例三的流程示意圖;
圖3a為三相異步電機(jī)的激勵(lì)電壓和響應(yīng)電流的示意圖;
圖4為本發(fā)明提供的三相異步電機(jī)參數(shù)的離線辨識(shí)方法實(shí)施例四的流程示意圖;
圖4a為三相異步電機(jī)的激勵(lì)電流和響應(yīng)電壓示意圖;
圖5為本發(fā)明提供的三相異步電機(jī)參數(shù)的離線辨識(shí)方法實(shí)施例五的流程示意圖;
圖6為本發(fā)明提供的三相異步電機(jī)參數(shù)的離線辨識(shí)方法實(shí)施例六的流程示意圖;
圖7為本發(fā)明提供的三相異步電機(jī)參數(shù)的離線辨識(shí)系統(tǒng)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚,下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖,對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例?;诒景l(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
本發(fā)明提供的三相異步電機(jī)參數(shù)的離線獲取方法,適用于三相異步電機(jī)參數(shù)的離線獲取系統(tǒng),用于解決現(xiàn)有技術(shù)無法簡便、快速、準(zhǔn)確獲得靜止的三相異步電機(jī)的內(nèi)部參數(shù)的問題。
需要說明的是,本實(shí)施例所述的術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的,而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。本實(shí)施例所指的電機(jī)均為三相異步電機(jī)。
圖1a為三相異步電機(jī)的T型等效電路圖。如圖1a所示,三相異步電機(jī)的定子電阻Rs與三相異步電機(jī)的定子漏感Lsσ、三相異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子漏感Lrσ和三相異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子電阻Rr串聯(lián),三相異步電機(jī)的互感Lm與三相異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子漏感Lrσ、三相異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子電阻Rr并聯(lián)。
圖1b為三相異步電機(jī)的Г-1型等效電路圖。在上述圖1a所示的三相異步電機(jī)的T型等效電路的基礎(chǔ)上,當(dāng)三相異步電機(jī)靜止不動(dòng)時(shí),如圖1b所示,此時(shí)三相異步電機(jī)的Г-1型等效電路圖中三相異步電機(jī)的定子電阻Rs、等效漏感Lσ'(該等效漏感Lσ'為該Г-1型等效電路的漏感)和轉(zhuǎn)子的等效電阻Rrref(該轉(zhuǎn)子的等效電阻Rrref為該Г-1型等效電路的轉(zhuǎn)子等效電阻)串聯(lián),三相異步電機(jī)的互感Lm與轉(zhuǎn)子的等效電阻Rrref并聯(lián)。其中,三相異步電機(jī)的漏感Lσ等于上述圖1a中三相異步電機(jī)的定子漏感Lsσ和轉(zhuǎn)子漏感Lrσ之和,即Lσ=Lsσ+Lrσ。
本發(fā)明的技術(shù)方案是在上述圖1b所示的三相異步電機(jī)的Г-1型等效電路 的基礎(chǔ)上展開的。
圖1為本發(fā)明提供的三相異步電機(jī)參數(shù)的離線獲取方法實(shí)施例一的流程示意圖,本實(shí)施例涉及的是控制器驅(qū)動(dòng)逆變器向電機(jī)的任意兩相施壓激勵(lì)電壓,進(jìn)而確定電機(jī)的漏感和第一時(shí)間常數(shù)的具體過程。如圖1所示,本實(shí)施例的方法可以包括:
S101、控制器驅(qū)動(dòng)逆變器在不同的時(shí)間段對(duì)所述三相異步電機(jī)的任意兩相施加激勵(lì)電壓,并采集所述三相異步電機(jī)在不同時(shí)間段根據(jù)所述激勵(lì)電壓所產(chǎn)生的響應(yīng)電流。
需要說明的是,本實(shí)施例的執(zhí)行主體是三相異步電機(jī)參數(shù)的離線獲取系統(tǒng),具體是三相異步電機(jī)參數(shù)的離線獲取系統(tǒng)中的控制器。
本實(shí)施例,在不同的時(shí)間段向電機(jī)的任意兩相施加不同的激勵(lì)電壓,該激勵(lì)電壓是根據(jù)直流電壓傳感器采集的直流母線上的電壓和控制器發(fā)出的占空比指令計(jì)算獲得的。
具體的,控制器根據(jù)實(shí)際需要在不同的時(shí)間段驅(qū)動(dòng)逆變器向電機(jī)的任意兩相(例如A相和B)施壓不同的激勵(lì)電壓,采集電機(jī)在不同時(shí)間段根據(jù)該激勵(lì)電壓產(chǎn)生的響應(yīng)電流。
可選的,控制器可以采集A相或者B相任意一相產(chǎn)生的響應(yīng)電流,將該響應(yīng)電流作為電機(jī)的響應(yīng)電流。
需要說明的是,在本實(shí)施例中為電機(jī)的任意兩相施加的激勵(lì)電壓的大小和方向可以根據(jù)具體情況來定,本實(shí)施例對(duì)此不做限制。
S102、控制器根據(jù)所述激勵(lì)電壓、所述響應(yīng)電流、以及第一等效電路,獲得三相異步電機(jī)的漏感,并根據(jù)所述響應(yīng)電流和第二等效電路,獲得所述三相異步電機(jī)的第一時(shí)間常數(shù)。
其中,所述第一等效電路為根據(jù)三相異步電機(jī)的Γ-1型等效電路并忽略所述三相異步電機(jī)的互感而得到的等效電路,所述第二等效電路為將所述第一等效電路中的電源等效成導(dǎo)線而得到的等效電路。
具體的,在本實(shí)施例中,在上述圖1b所示的Г-1型等效電路的基礎(chǔ)上,控制器驅(qū)動(dòng)逆變器在三相異步電機(jī)的任意兩相施加激勵(lì)電壓。此時(shí)由于激勵(lì)電壓頻率較高,三相異步電機(jī)的互感感抗較大,該支路可等效為斷路。此時(shí)三相異步電機(jī)的第一等效電流圖如圖1c所示,由三相異步電機(jī)的定子電阻Rs、等效漏感Lσ'和轉(zhuǎn)子的等效電阻Rrref串聯(lián)而成。即,在三相異步電機(jī)的任意兩相上施加激勵(lì)電壓時(shí),三相異步電機(jī)的第一等效電路相當(dāng)于將三相異步電機(jī)的Г-1型等效電路中的三相異步電機(jī)的互感Lm支路忽略而形成的等效電路。
在本實(shí)施例中,當(dāng)對(duì)三相異步電機(jī)的任意兩相施加的激勵(lì)電壓使得三相異步電機(jī)的第一響應(yīng)電流達(dá)到預(yù)設(shè)值后,則控制器控制逆變器停止對(duì)三相異步電機(jī)施壓激勵(lì)電壓。此時(shí),由于漏感的存在,圖1c所示的第一等效電路進(jìn)入零輸入響應(yīng)階段,進(jìn)而形成了三相異步電機(jī)的第二等效電路。此時(shí)三相異步電機(jī)的第二等效電路如圖1d所示,該第二等效電路為將第一等效電路中的電源等效成導(dǎo)線而得到的等效電路,即由三相異步電機(jī)的定子電阻Rs、等效漏感Lσ'和轉(zhuǎn)子的等效電阻Rrref構(gòu)成環(huán)路。
本實(shí)施例的技術(shù)方案,控制器根據(jù)激勵(lì)電壓、響應(yīng)電流和第一等效電路可計(jì)算三相異步電機(jī)的漏感Lσ'。具體的是,根據(jù)第一等效電路對(duì)應(yīng)的時(shí)間段的激勵(lì)電壓和響應(yīng)電流,并結(jié)合第一等效電路計(jì)算出Г-1型等效電路的漏感,即等效漏感Lσ',再根據(jù)等效漏感Lσ'與電機(jī)漏感Lσ的關(guān)系,獲得電機(jī)的漏感Lσ(具體方法見后續(xù)實(shí)施例的描述)。并根據(jù)響應(yīng)電流和第二等效電路,獲得所述三相異步電機(jī)的第一時(shí)間常數(shù)。具體的是,根據(jù)第二等效電路對(duì)應(yīng)的時(shí)間段的響應(yīng)電流,并結(jié)合第二等效電路計(jì)算出電機(jī)的第一時(shí)間常數(shù)。
舉例說明,在第一時(shí)間段向電機(jī)的A相和B相施加正向的第一激勵(lì)電壓,此時(shí)采集的第一響應(yīng)電流線性遞增,在第二時(shí)間段停止向電機(jī)施加激勵(lì)電壓,此時(shí)采集的第一響應(yīng)電流遞減,在第三時(shí)間段向電機(jī)的A相和B相施加負(fù)向的第二激勵(lì)電壓,此時(shí)采集的第一響應(yīng)電流線性遞減,在第四時(shí)間段停止向電機(jī)施加激勵(lì)電壓。本實(shí)施例的控制器根據(jù)第三時(shí)間段對(duì)應(yīng)的第二激勵(lì)電壓和響應(yīng)電流,以及第三時(shí)間段對(duì)應(yīng)的第一等效電路,計(jì)算電機(jī)的漏感??刂破鞲鶕?jù)第二時(shí)間段對(duì)應(yīng)的響應(yīng)電流,以及第二時(shí)間段對(duì)應(yīng)的第二等效電路,計(jì)算電機(jī)的第一時(shí)間常數(shù)。
本發(fā)明提供的三相異步電機(jī)參數(shù)的離線獲取方法,控制器驅(qū)動(dòng)逆變器在不同的時(shí)間段對(duì)所述三相異步電機(jī)的任意兩相施加激勵(lì)電壓,并采集所述三相異步電機(jī)在不同時(shí)間段根據(jù)所述激勵(lì)電壓所產(chǎn)生的響應(yīng)電流,所述控制器根據(jù)激勵(lì)電壓和響應(yīng)電流、以及所述第一等效電路,獲得三相異步電機(jī)的漏 感,并根據(jù)響應(yīng)電流和所述第二等效電路,獲得所述三相異步電機(jī)的第一時(shí)間常數(shù)。本發(fā)明的技術(shù)方案,在電機(jī)完成安裝的情況下,可以智能識(shí)別電機(jī)的漏感,可以為在線辨識(shí)算法提供良好的初值,進(jìn)而保證了三相異步電機(jī)的安全可靠啟動(dòng),并加快了在線辨識(shí)算法的收斂速度。
圖2為本發(fā)明提供的三相異步電機(jī)參數(shù)的離線獲取方法實(shí)施例二的流程示意圖。在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上,本實(shí)施例涉及的是通過在三相異步電機(jī)的任意兩相上施壓激勵(lì)電流進(jìn)而確定三相異步電機(jī)的定子電阻Rs和第二時(shí)間常數(shù)Ts的具體過程。如圖2所示,本實(shí)施例的方法可以包括:
S201、控制器驅(qū)動(dòng)所述逆變器在不同的時(shí)間段對(duì)所述三相異步電機(jī)的任意兩相施加激勵(lì)電流,并計(jì)算所述三相異步電機(jī)在不同的時(shí)間段根據(jù)所述激勵(lì)電流所產(chǎn)生的響應(yīng)電壓。
具體的,控制器根據(jù)實(shí)際需要在不同的時(shí)間段驅(qū)動(dòng)逆變器向電機(jī)的任意兩相(例如A相和B)施壓不同的激勵(lì)電流,計(jì)算電機(jī)在不同時(shí)間段根據(jù)該激勵(lì)電流產(chǎn)生的響應(yīng)電壓。其中,所述激勵(lì)電流為直流電流。
可選的,控制器可以采集A相或者B相任意一相產(chǎn)生的響應(yīng)電壓,將該響應(yīng)電壓作為電機(jī)的響應(yīng)電壓。
需要說明的是,在本實(shí)施例中為電機(jī)的任意兩相施加的激勵(lì)電流的大小和方向可以根據(jù)具體情況來定,本實(shí)施例對(duì)此不做限制。
S202、控制器根據(jù)所述激勵(lì)電流、所述響應(yīng)電壓、以及第三等效電路,獲得所述三相異步電機(jī)的定子電阻,并根據(jù)所述激勵(lì)電流、以及第四等效電路,獲得所述三相異步電機(jī)的第二時(shí)間常數(shù)。
其中,所述第三等效電路為將所述Γ-1型等效電路中的漏感和互感均等效成導(dǎo)線而得到的等效電路,所述第四等效電路為將所述Γ-1型等效電路中的漏感和電源等效成導(dǎo)線而得到的等效電路。
具體的,在本實(shí)施例中,在上述圖1b所示的Г-1型等效電路的基礎(chǔ)上,控制器驅(qū)動(dòng)逆變器在三相異步電機(jī)的任意兩相上施加激勵(lì)電流,此時(shí)由于電感的通直流電流隔交流電流的特性,三相異步電機(jī)的電感(即電機(jī)的等效漏感Lσ'和電機(jī)的互感)近似為一根導(dǎo)線,即可得到三相異步電機(jī)的第三等效電路。此時(shí)三相異步電機(jī)的第三等效電路如圖2a所示,由三相異步電機(jī)的定子 電阻Rs組成。本實(shí)施例中,在三相異步電機(jī)的任意兩相上施加激勵(lì)電流時(shí),三相異步電機(jī)的第三等效電路相當(dāng)于將Г-1型等效電路中的電感等效成導(dǎo)線而得到的等效電路。
在本實(shí)施例中,將Г-1型等效電路中的等效漏感Lσ'和電源近似成一根導(dǎo)線,獲得圖2b所示的第四等效電路,該第四等效電路由三相異步電機(jī)的定子電阻Rs、轉(zhuǎn)子的等效電阻Rrref和互感Lm組成,其中,三相異步電機(jī)的互感Lm與轉(zhuǎn)子的等效電阻Rrref并聯(lián)連接,定子電阻Rs、轉(zhuǎn)子的等效電阻Rrref串聯(lián)連接。
本實(shí)施例的技術(shù)方案,控制器根據(jù)激勵(lì)電流、響應(yīng)電壓和第三等效電路可計(jì)算三相異步電機(jī)的定子電阻Rs。具體的是,根據(jù)第三等效電路對(duì)應(yīng)的時(shí)間段的激勵(lì)電流和響應(yīng)電壓,并結(jié)合第三等效電路計(jì)算出電機(jī)的定子電阻Rs。并根據(jù)激勵(lì)電流和第四等效電路,獲得所述三相異步電機(jī)的第二時(shí)間常數(shù)。具體的是,根據(jù)第四等效電路對(duì)應(yīng)的時(shí)間段的激勵(lì)電流和第四等效電路計(jì)算出電機(jī)的第二時(shí)間常數(shù)。
舉例說明,在第一時(shí)間段向電機(jī)的A相和B相施加正向的第一激勵(lì)電流,待第一激勵(lì)電流穩(wěn)定后,計(jì)算此時(shí)的第二響應(yīng)電壓。在第二時(shí)間段向電機(jī)的A相和B相繼續(xù)施加正向的第二激勵(lì)電流,待第二激勵(lì)電流穩(wěn)定后,計(jì)算此時(shí)的第四響應(yīng)電壓。在第三時(shí)間段向電機(jī)的A相和B相施加負(fù)向的第三激勵(lì)電流,待第三激勵(lì)電流滿足第五預(yù)設(shè)值時(shí),在第四時(shí)間段向電機(jī)的A相和B相施加第四激勵(lì)電流,待第四激勵(lì)電流滿足第六預(yù)設(shè)值。本實(shí)施例的控制器根據(jù)第一時(shí)間段對(duì)應(yīng)的穩(wěn)定的第一激勵(lì)電流值、第一響應(yīng)電壓值,第二時(shí)間段對(duì)應(yīng)的穩(wěn)定的第二激勵(lì)電流值、第一響應(yīng)電壓值,以及第三等效電路,計(jì)算獲得電機(jī)的定子電阻Rs。并根據(jù)第四時(shí)間段對(duì)應(yīng)的第四激勵(lì)電流和第四等效電路,計(jì)算獲得電機(jī)的第二時(shí)間常數(shù)。
本實(shí)施例對(duì)三相異步電機(jī)的定子電阻Rs的具體計(jì)算公式不做限制,只要是根據(jù)三相異步電機(jī)的激勵(lì)電流、響應(yīng)電壓和第三等效電路獲得的即可。
本實(shí)施例對(duì)三相異步電機(jī)的第二時(shí)間常數(shù)Ts的具體計(jì)算公式不做限制,只要是根據(jù)激勵(lì)電流和第四等效電路獲得的即可。
本實(shí)施例的方法,控制器驅(qū)動(dòng)逆變器在不同的時(shí)間段對(duì)三相異步電機(jī)的任意兩相上施加不同的激勵(lì)電流,并計(jì)算不同時(shí)間段三相異步電機(jī)的任意兩 相根據(jù)不同的激勵(lì)電流所產(chǎn)生的響應(yīng)電壓,結(jié)合第三等效電路、第四等效電路來計(jì)算獲得三相異步電機(jī)的定子電阻Rs和第二時(shí)間常數(shù)Ts。
S203、控制器根據(jù)所述第一時(shí)間常數(shù)、所述第二時(shí)間常數(shù)、所述三相異步電機(jī)的漏感和定子電阻,獲得所述三相異步電機(jī)的互感和轉(zhuǎn)子電阻。
具體的,控制器根據(jù)上述方法獲得第一時(shí)間常數(shù)Tk、第二時(shí)間常數(shù)Ts、三相異步電機(jī)的漏感Lσ(具體為等效漏感Lσ')和定子電阻Rs,并結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)即可獲得互感Lm和轉(zhuǎn)子電阻Rr。
本發(fā)明提供的三相異步電機(jī)參數(shù)的離線獲取方法,控制器驅(qū)動(dòng)所述逆變器在不同的時(shí)間段對(duì)所述三相異步電機(jī)的任意兩相施加激勵(lì)電流,并計(jì)算所述三相異步電機(jī)在不同的時(shí)間段根據(jù)所述激勵(lì)電流所產(chǎn)生的響應(yīng)電壓??刂破鞲鶕?jù)所述激勵(lì)電流、所述響應(yīng)電壓、以及第三等效電路,獲得所述三相異步電機(jī)的定子電阻,并根據(jù)所述激勵(lì)電流、以及所述第四等效電路,獲得所述三相異步電機(jī)的第二時(shí)間常數(shù)。最后控制器根據(jù)所述第一時(shí)間常數(shù)、所述第二時(shí)間常數(shù)、所述三相異步電機(jī)的漏感和定子電阻,獲得所述三相異步電機(jī)的互感和轉(zhuǎn)子電阻。本實(shí)施例的方法,在電機(jī)安裝的情況下,可以獲得電機(jī)的漏感Lσ、定子電阻Rs、互感Lm和轉(zhuǎn)子電阻Rr,進(jìn)而為在線辨識(shí)算法提供良好的初值,進(jìn)而保證了三相異步電機(jī)的安全可靠啟動(dòng),并加快了在線辨識(shí)算法的收斂速度。
圖3為本發(fā)明提供的三相異步電機(jī)參數(shù)的離線辨識(shí)方法實(shí)施例三的流程示意圖。圖3a為三相異步電機(jī)的激勵(lì)電壓和響應(yīng)電流的示意圖。在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上,本實(shí)施例涉及的是控制器根據(jù)所述響應(yīng)電流和所述第二等效電路,獲得所述三相異步電機(jī)的第一時(shí)間常數(shù)的具體過程。如圖3所示,上述S102具體可以包括:
S301、在t0至ti時(shí)刻,所述控制器驅(qū)動(dòng)所述逆變器對(duì)所述三相異步電機(jī)的任意兩相施加第一激勵(lì)電壓,并獲得t0至ti時(shí)間段內(nèi)所述第一等效電路對(duì)應(yīng)的第一響應(yīng)電流,其中,所述i為任意的正數(shù)。
具體的,參照3a,在t0至ti時(shí)刻,向三相異步電機(jī)的任意兩相施壓第一激勵(lì)電壓,此時(shí),三相異步電機(jī)的等效電路為上述圖1c所示的第一等效電路,三相異步電機(jī)產(chǎn)生的第一激勵(lì)電壓和第一響應(yīng)電流如圖3a所示,當(dāng)對(duì)三相異 步電機(jī)的任意兩相施壓正向的第一激勵(lì)電壓時(shí),隨著第一激勵(lì)電壓施加時(shí)間的遞增,三相異步電機(jī)的第一響應(yīng)電流呈直線上升。
可選的,在本實(shí)施例中,控制器驅(qū)動(dòng)逆變器為三相異步電機(jī)的任意兩相施加的第一激勵(lì)電壓的大小可以根據(jù)實(shí)際需要來設(shè)定,本實(shí)施例對(duì)第一激勵(lì)電壓的大小和方向不做限制。
S302、當(dāng)所述ti時(shí)刻對(duì)應(yīng)的第一響應(yīng)電流等于第一預(yù)設(shè)電流值時(shí),所述控制器控制所述逆變器停止對(duì)所述三相異步電機(jī)施加第一激勵(lì)電壓,并獲得ti至ti+1時(shí)間段內(nèi)所述第二等效電路對(duì)應(yīng)的第二響應(yīng)電流。
可選的,本實(shí)施例對(duì)第一預(yù)設(shè)電流值的大小不做限制,具體可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)定。優(yōu)選的,本實(shí)施例的第一預(yù)設(shè)電流值可以是三相異步電機(jī)的正向電流限定值。
S303、控制器根據(jù)所述ti至ti+1時(shí)間段內(nèi)所述第二響應(yīng)電流的積分、所述ti至ti+1時(shí)間段內(nèi)所述第二響應(yīng)電流的差值、以及所述第二等效電路,獲得所述三相異步電機(jī)的第一時(shí)間常數(shù)。
具體的,如圖3a所示,在ti時(shí)刻第一響應(yīng)電流達(dá)到了第一預(yù)設(shè)電流值,控制器控制逆變器停止對(duì)三相異步電機(jī)施加第一激勵(lì)電壓,此時(shí)三相異步電機(jī)的第一等效電路進(jìn)入零輸入效應(yīng)階段,三相異步電機(jī)的等效電路圖為圖1d所示的第二等效電路圖。如圖3a所示,此時(shí)三相異步電機(jī)的任意兩相上的第二響應(yīng)電流逐漸降低,在ti+1時(shí)刻第二響應(yīng)電流降低到某一預(yù)設(shè)值(例如為上述第一預(yù)設(shè)電流值的1/2)??刂破鞑杉痶i至ti+1時(shí)間段內(nèi)第二等效電路對(duì)應(yīng)的第二響應(yīng)電流。
控制器根據(jù)ti至ti+1時(shí)間段內(nèi)第二響應(yīng)電流的積分、ti至ti+1時(shí)間段內(nèi)第二響應(yīng)電流的差值、以及第二等效電路,計(jì)算三相異步電機(jī)的第一時(shí)間常數(shù)Tk。
可選的,控制器可以根據(jù)公式來計(jì)算三相異步電機(jī)的第一時(shí)間常數(shù)Tk。
其中,所述Rk=Rs+Rrref,所述Rs為所述三相異步電機(jī)的定子電阻、所述Rrref為所述Г-1型等效電路的轉(zhuǎn)子等效電阻,所述Tk為所述三相異步電機(jī)的第一時(shí)間常數(shù),Lσ'為所述Г-1型等效電路的漏感,所述iInt為所述ti至ti+1時(shí)間段內(nèi)所述第二響應(yīng)電流的積分,所述iDif為所述ti至ti+1時(shí)間段內(nèi)的所 述第二響應(yīng)電流的差值。
本發(fā)明提供的三相異步電機(jī)參數(shù)的離線獲取方法,在t0至ti時(shí)間段內(nèi)控制器驅(qū)動(dòng)逆變器在三相異步電機(jī)的任意兩相上施加第一激勵(lì)電壓,采集該時(shí)間段內(nèi)第一等效電路對(duì)應(yīng)的第一響應(yīng)電流,當(dāng)?shù)谝豁憫?yīng)電流達(dá)到第一預(yù)設(shè)電流值時(shí),停止對(duì)三相異步電機(jī)施加第一激勵(lì)電壓,此時(shí)第一等效電路進(jìn)入零輸入效應(yīng)階段,電機(jī)的第二響應(yīng)電流逐漸降低,控制器采集ti至ti+1時(shí)間段內(nèi)三相異步電機(jī)的第二響應(yīng)電流,并根據(jù)ti至ti+1時(shí)間段內(nèi)第二響應(yīng)電流的積分、第二響應(yīng)電流的變換值、以及第二等效電路,并結(jié)合上述公式(1)來計(jì)算獲得三相異步電機(jī)的第一時(shí)間常數(shù)Tk。
圖4為本發(fā)明提供的三相異步電機(jī)參數(shù)的離線辨識(shí)方法實(shí)施例四的流程示意圖,圖4a為三相異步電機(jī)的激勵(lì)電流和響應(yīng)電壓示意圖。在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上,本實(shí)施例涉及的是控制器根據(jù)所述激勵(lì)電流、所述響應(yīng)電壓、以及第三等效電路,獲得所述三相異步電機(jī)的定子電阻的具體過程。如圖4所示,上述S202具體可以包括:
S401、在t0至tj時(shí)刻,所述控制器驅(qū)動(dòng)所述逆變器對(duì)所述三相異步電機(jī)的任意兩相從零開始逐漸遞變地施加第一激勵(lì)電流,并計(jì)算t0至tj時(shí)間段對(duì)應(yīng)的第一響應(yīng)電壓,其中,所述j為任意的正數(shù)。
S402、當(dāng)tj至tj+1時(shí)間段對(duì)應(yīng)的第一激勵(lì)電流穩(wěn)定在第三預(yù)設(shè)電流值時(shí),所述控制器計(jì)算所述tj至tj+1時(shí)間段內(nèi)所述第三等效電路對(duì)應(yīng)的第二響應(yīng)電壓。
如圖4a所示,在t0至tj時(shí)刻,控制器驅(qū)動(dòng)逆變器對(duì)三相異步電機(jī)的任意兩相從零開始逐漸遞變地施加第一激勵(lì)電流。由于電感的存在,當(dāng)?shù)谝患?lì)電流呈逐漸增大時(shí),第一響應(yīng)電壓隨著第一激勵(lì)電流的遞增呈直線上升。
當(dāng)tj至tj+1時(shí)間段,第一激勵(lì)電流穩(wěn)定在第三預(yù)設(shè)電流值i1,控制器計(jì)算當(dāng)tj至tj+1時(shí)間段對(duì)應(yīng)的第二響應(yīng)電壓U1。如圖4a所示,當(dāng)?shù)谝患?lì)電流穩(wěn)定在i1時(shí),第二響應(yīng)電壓也穩(wěn)定在U1,此時(shí)電機(jī)的等效電路為圖2a所示的第三等效電路圖。
可選的,在本實(shí)施例中,控制器驅(qū)動(dòng)逆變器為三相異步電機(jī)的任意兩相施加的第一激勵(lì)電流的大小可以根據(jù)實(shí)際需要來設(shè)定,本實(shí)施例對(duì)第一激勵(lì)電流的大小以及正負(fù)不做限制。
S403、在tj+1至tj+2時(shí)刻,所述控制器驅(qū)動(dòng)所述逆變器對(duì)所述三相異步電機(jī)的任意兩相從所述tj+1時(shí)刻對(duì)應(yīng)的第一激勵(lì)電流開始逐漸遞變地施加第二激勵(lì)電流,并獲得所述tj+1至tj+2時(shí)間段對(duì)應(yīng)的第三響應(yīng)電壓。
S404、當(dāng)tj+2至tj+3時(shí)間段對(duì)應(yīng)的第二激勵(lì)電流穩(wěn)定在第四預(yù)設(shè)電流值時(shí),所述控制器計(jì)算所述tj+2至tj+3時(shí)間段內(nèi)所述第三等效電路對(duì)應(yīng)的第四響應(yīng)電壓。
具體的,如圖4a所示,當(dāng)上述第一激勵(lì)電流在i1值穩(wěn)定一段時(shí)間后,再在tj+1至tj+2時(shí)刻,控制器驅(qū)動(dòng)逆變器對(duì)三相異步電機(jī)的任意兩相從tj+1時(shí)刻對(duì)應(yīng)的第一激勵(lì)電流i1開始逐漸遞變地施加第二激勵(lì)電流(該第二激勵(lì)電流的方向與第一激勵(lì)電流的方向相同),并獲得所述tj+1至tj+2時(shí)間段對(duì)應(yīng)的第三響應(yīng)電壓。
在tj+2至tj+3時(shí)間段,第一激勵(lì)電流穩(wěn)定在第四預(yù)設(shè)電流值i2,控制器計(jì)算tj+2至tj+3時(shí)間段對(duì)應(yīng)的第四響應(yīng)電壓U2。如圖4a所示,當(dāng)?shù)谝患?lì)電流穩(wěn)定在i2時(shí),第四響應(yīng)電壓也穩(wěn)定在U2,此時(shí)三相異步電機(jī)對(duì)應(yīng)的等效電路為圖2a所示的第三等效電路。
可選的,本實(shí)施例的第三預(yù)設(shè)電流值和第四預(yù)設(shè)電流值可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)定。優(yōu)選的,本實(shí)施例的第四預(yù)設(shè)電流值可以是三相異步電機(jī)的負(fù)向電流限定值,第三預(yù)設(shè)電流值可以是第四預(yù)設(shè)電流值的1/2。
需要說明的是,如圖4a所示,在t0至tj和tj+1至tj+2時(shí)間段內(nèi)控制器驅(qū)動(dòng)逆變器向三相異步電機(jī)的任意兩相施加正向激勵(lì)電流,對(duì)應(yīng)的第一激勵(lì)電流、第一響應(yīng)電壓、第三響應(yīng)電壓呈正向遞增??蛇x的,在t0至tj和tj+1至tj+2時(shí)間段內(nèi)可以在三相異步電機(jī)的任意兩相施加負(fù)向的激勵(lì)電流,對(duì)應(yīng)的第一激勵(lì)電流、第一響應(yīng)電壓和第三響應(yīng)電壓呈負(fù)向遞增。
S405、控制器根據(jù)所述tj至tj+1時(shí)間段的第一激勵(lì)電流和第二響應(yīng)電壓、所述tj+2至tj+3時(shí)間段的第二激勵(lì)電流和第四響應(yīng)電壓,以及所述第三等效電路,獲得所述三相異步電機(jī)的定子電阻。
具體的,控制器根據(jù)上述tj至tj+1時(shí)間段對(duì)應(yīng)的第一激勵(lì)電流i1和第二響應(yīng)電壓U1、tj+2至tj+3時(shí)間段對(duì)應(yīng)的第一激勵(lì)電流i2和第四響應(yīng)電壓U2,以及第三等效電路,獲得三相異步電機(jī)的定子電阻Rs。
可選的,控制器可以根據(jù)公式計(jì)算三相異步電機(jī)的定子 電阻Rs。
其中,所述Rs為所述三相異步電機(jī)的定子電阻,所述I1和所述U1分別為所述tj至tj+1時(shí)間段內(nèi)所述三相異步電機(jī)的第一激勵(lì)電流和第一響應(yīng)電壓,所述I2和所述U2分別為所述tj+2至tj+3時(shí)間段內(nèi)所述三相異步電機(jī)的第二激勵(lì)電流和第四響應(yīng)電壓。
本發(fā)明提供的三相異步電機(jī)參數(shù)的離線獲取方法,在t0至tj時(shí)間段內(nèi)控制器驅(qū)動(dòng)逆變器在三相異步電機(jī)的任意兩相從零開始逐漸遞變地施加第一激勵(lì)電流,并計(jì)算該時(shí)間段內(nèi)第三等效電路對(duì)應(yīng)的第一響應(yīng)電壓,tj至tj+1時(shí)間段當(dāng)?shù)谝患?lì)電流穩(wěn)定在第三預(yù)設(shè)電流值時(shí),采集tj至tj+1時(shí)間段對(duì)應(yīng)的第一激勵(lì)電流i1和第二響應(yīng)電壓U1。在tj+1至tj+2時(shí)刻,控制器驅(qū)動(dòng)逆變器對(duì)三相異步電機(jī)的任意兩相從tj+1時(shí)刻對(duì)應(yīng)的第一激勵(lì)電流開始逐漸遞變地施加第二激勵(lì)電流,當(dāng)tj+2至tj+3時(shí)間段內(nèi)的第一激勵(lì)電流穩(wěn)定在第四預(yù)設(shè)電流值時(shí),控制器計(jì)算tj+2至tj+3時(shí)間段對(duì)應(yīng)的第一響應(yīng)電壓U2。并根據(jù)i1和U1、i2和U2以及公式(2),計(jì)算獲得三相異步電機(jī)的定子電阻Rs。
圖5為本發(fā)明提供的三相異步電機(jī)參數(shù)的離線辨識(shí)方法實(shí)施例五的流程示意圖。在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上,本實(shí)施例涉及的是控制器根據(jù)所述激勵(lì)電流、以及第四等效電路,獲得所述三相異步電機(jī)的第二時(shí)間常數(shù)的具體過程。如圖5所示,上述S202,具體可以包括:
S501、在tj+3至tj+4時(shí)刻,所述控制器驅(qū)動(dòng)所述逆變器對(duì)所述三相異步電機(jī)的任意兩相逐漸遞變地施加第三激勵(lì)電流,所述第三激流電流為從所述tj+3時(shí)刻對(duì)應(yīng)的第二激勵(lì)電流開始逐漸地向與所述第二激勵(lì)電流的反方向遞變的電流。
繼續(xù)參照上述圖4a,在本實(shí)施例中,在tj+3至tj+4時(shí)刻,控制器驅(qū)動(dòng)逆變器對(duì)三相異步電機(jī)的任意兩相施加遞變的第三激勵(lì)電流,該逐漸遞變地第三激勵(lì)電流可以從正向的i2向負(fù)向遞變(例如向負(fù)向的75%的i2遞變)。
S502、當(dāng)所述tj+4時(shí)刻對(duì)應(yīng)的第三激勵(lì)電流等于第五預(yù)設(shè)電流值時(shí),所述控制器驅(qū)動(dòng)所述逆變器對(duì)所述三相異步電機(jī)的任意兩相從所述tj+4時(shí)刻對(duì)應(yīng)的第三激勵(lì)電流開始逐漸遞變地施加第四激勵(lì)電流。
具體的,在tj+4時(shí)刻,第三激勵(lì)電流遞減到第五預(yù)設(shè)電流(例如負(fù)向75% 的i2)時(shí),由于互感值遠(yuǎn)大于漏感值,Г-1等效電路中的漏感作用基本消失相當(dāng)于導(dǎo)線,但電機(jī)的互感依然作用,此時(shí),第四等效電路為將所述Γ-1型等效電路中的漏感和電源均等效成導(dǎo)線而得到的等效電路。
控制器驅(qū)動(dòng)逆變器對(duì)三相異步電機(jī)的任意兩相從tj+4時(shí)刻對(duì)應(yīng)的第三激勵(lì)電流開始逐漸遞變地施加與第四激勵(lì)電流。該第四激勵(lì)電流的方向?yàn)樨?fù)向。
S503、當(dāng)所述tj+5時(shí)刻對(duì)應(yīng)的第四激勵(lì)電流等于第六預(yù)設(shè)電流值時(shí),所述控制器控制所述逆變器停止對(duì)所述三相異步電機(jī)施加所述第四激勵(lì)電流。
具體的,如圖4a所示,在tj+5時(shí)刻,第一激勵(lì)電流等于第六預(yù)設(shè)電流值(例如等于負(fù)的i2)??刂破骺刂颇孀兤魍V箤?duì)電機(jī)施加電壓,整個(gè)測(cè)試過程結(jié)束。如圖4a所示,控制器獲得tj+4至tj+5時(shí)間段內(nèi)的第四激勵(lì)電流的積分、第四激勵(lì)電流的差值。
S504、控制器根據(jù)所述tj+4至tj+5時(shí)間段內(nèi)的第四激勵(lì)電流的積分、第四激勵(lì)電流的差值、以及第四等效電路,獲得所述三相異步電機(jī)的第二時(shí)間常數(shù)。
在本實(shí)施例中,控制器根據(jù)tj+4至tj+5時(shí)間段內(nèi)的第四激勵(lì)電流的積分、第四激勵(lì)電流的差值、以及第四等效電路計(jì)算三相異步電機(jī)的第二時(shí)間常數(shù)。
可選的,控制器可以根據(jù)公式計(jì)算述三相異步電機(jī)的第二時(shí)間常數(shù)。
其中,所述Ts為所述三相異步電機(jī)的第二時(shí)間常數(shù),所述Lm為所述三相異步電機(jī)的互感,所述iInt為tj+4至tj+5時(shí)間段內(nèi)第四激勵(lì)電流的積分,所述iDif為tj+4至tj+5時(shí)間段內(nèi)所述第四激勵(lì)電流的差值。
本發(fā)明提供的三相異步電機(jī)參數(shù)的離線獲取方法,在tj+3至tj+4時(shí)刻,控制器驅(qū)動(dòng)逆變器對(duì)電機(jī)的任意兩相逐漸遞變地施加第三激勵(lì)電流,當(dāng)tj+4時(shí)刻對(duì)應(yīng)的第三激勵(lì)電流等于第五預(yù)設(shè)電流值時(shí),控制器驅(qū)動(dòng)逆變器對(duì)電機(jī)的任意兩相從tj+4時(shí)刻對(duì)應(yīng)的第三激勵(lì)電流開始逐漸遞變地施加第四激勵(lì)電流,當(dāng)ti+5時(shí)刻對(duì)應(yīng)的第四激勵(lì)電流等于第六預(yù)設(shè)電流值時(shí),控制器控制逆變器停止對(duì)三相異步電機(jī)施加第四激勵(lì)電流,控制器根據(jù)tj+4至tj+5時(shí)間段內(nèi)的第四激勵(lì)電流的積分、第四激勵(lì)電流的差值、以及第四等效電路,以及上述公式獲得三相異步電機(jī)的第二時(shí)間常數(shù)。
圖6為本發(fā)明提供的三相異步電機(jī)參數(shù)的離線辨識(shí)方法實(shí)施例六的流程示意圖。在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上,本實(shí)施例涉及的是控制器根據(jù)所述激勵(lì)電壓、所述響應(yīng)電流、以及第一等效電路,獲得三相異步電機(jī)的漏感Lσ的具體過程。如圖6所示,上述S102具體可以包括:
S601、在ti+1至ti+2時(shí)刻,所述控制器驅(qū)動(dòng)所述逆變器對(duì)所述三相異步電機(jī)的任意兩相施加第二激勵(lì)電壓,并獲得ti+1至ti+2時(shí)間段內(nèi)所述第一等效電路對(duì)應(yīng)的第三響應(yīng)電流。
繼續(xù)參照?qǐng)D3a。具體的,在ti+1至ti+2時(shí)間段內(nèi),控制器驅(qū)動(dòng)逆變器對(duì)三相異步電機(jī)的任意兩相施加第二激勵(lì)電壓(可選的,該第二激勵(lì)電壓的方向與第一激勵(lì)電壓的方向相反),此時(shí)三相異步電機(jī)的等效電路為圖1c所示的第一等效電路。如圖3a所示,在ti+1至ti+2時(shí)間段內(nèi),隨著第二激勵(lì)電壓施加時(shí)間的遞增,第三響應(yīng)電流呈直線遞減變化??刂破鞑杉痶i+1至ti+2時(shí)間段內(nèi)第一等效電路對(duì)應(yīng)的第三響應(yīng)電流。
需要說明的是,圖3a示出的是在ti+1至ti+2時(shí)間段內(nèi)向三相異步電機(jī)的任意兩相施加負(fù)向電壓,對(duì)應(yīng)的第三響應(yīng)電流呈負(fù)向直線遞增??蛇x的,在ti+1至ti+2時(shí)間段內(nèi)可以在三相異步電機(jī)的任意兩相施加正向電壓,對(duì)應(yīng)的第三響應(yīng)電流呈正向遞增。本實(shí)施例對(duì)第二激勵(lì)電壓的大小以及正負(fù)不做限制,具體根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定。
S602、當(dāng)所述ti+2時(shí)刻對(duì)應(yīng)的第三響應(yīng)電流等于第二預(yù)設(shè)電流值時(shí),所述控制器控制所述逆變器停止對(duì)所述三相異步電機(jī)施加第二激勵(lì)電壓。
可選的,本實(shí)施例對(duì)第二預(yù)設(shè)電流值的大小不做限制,具體可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)定。優(yōu)選的,本實(shí)施例的第二預(yù)設(shè)電流值可以是三相異步電機(jī)的負(fù)向電流限定值。
S603、控制器根據(jù)所述ti+1至ti+2時(shí)間段內(nèi)所述第二激勵(lì)電壓的積分、所述第三響應(yīng)電流的差值、以及第一等效電路,獲得所述三相異步電機(jī)的漏感。
具體的,在ti+2時(shí)刻,第三響應(yīng)電流達(dá)到了第二預(yù)設(shè)電流值,此時(shí),控制器控制逆變器停止對(duì)三相異步電機(jī)施加第二激勵(lì)電壓,并采集ti+1至ti+2時(shí)間段內(nèi)第三響應(yīng)電流。
控制器根據(jù)ti+1至ti+2時(shí)間段內(nèi)第二激勵(lì)電壓的積分、第三響應(yīng)電流的 差值、以及第一等效電路,計(jì)算獲得三相異步電機(jī)的漏感Lσ。
可選的,控制器可以根據(jù)公式計(jì)算所述Г-1型等效電路的漏感Lσ',再根據(jù)公式和公式計(jì)算獲得所述三相異步電機(jī)的漏感Lσ。
其中,所述uInt為所述ti+1至ti+2時(shí)間段內(nèi)所述第二激勵(lì)電壓的積分,所述iDif為所述ti+1至ti+2時(shí)間段內(nèi)所述第三響應(yīng)電流的差值,所述Lm為所述三相異步電機(jī)的互感、所述Lrσ為所述三相異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子漏感,所述Lsσ為所述三相異步電機(jī)的定子漏感Lsσ。
具體的,根據(jù)上述公式(1)和上述公式(4)獲得Rk,其中,Rk=Rs+Rrref,結(jié)合上述(2)和(3)即可獲得電機(jī)的互感Lm,將電機(jī)的互感Lm代入上述公式(5)中并結(jié)合公式(6),獲得電機(jī)的漏感Lσ。
進(jìn)一步的,將上述計(jì)算獲得的電機(jī)的參數(shù)代入公式中,即可獲得電機(jī)的轉(zhuǎn)子電阻Rr。
本發(fā)明的技術(shù)方案,在電機(jī)完成安裝的情況下,根據(jù)上述方法可以獲得三相異步電機(jī)的漏感Lσ、定子電阻Rs、第一時(shí)間常數(shù)Tk、第二時(shí)間常數(shù)Ts、定子漏感Lsσ、轉(zhuǎn)子漏感Lrσ和三相異步電機(jī)的互感Lm等三相異步電機(jī)內(nèi)部參數(shù),可以為在線辨識(shí)算法提供良好的初值,從而保證了三相異步電機(jī)的安全可靠啟動(dòng),并加快了在線辨識(shí)算法的收斂速度。
圖7為本發(fā)明提供的三相異步電機(jī)參數(shù)的離線獲取系統(tǒng)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖,如圖7所示,本實(shí)施例的系統(tǒng)可以包括:整流器1、逆變器3、控制器5、電壓傳感器7、電流傳感器6、直流支撐電容2和三相異步電機(jī)4;
所述整流器1的輸出端12分別與所述電壓傳感器7的第一輸入端71、所述直流支撐電容2的第一端21、所述逆變器3的第一輸入端31電聯(lián)接,所述電壓傳感器7的第二輸入端72與所述直流支撐電容2的第二端22電聯(lián)接并接地,所述電壓傳感器7的輸出端73與所述控制器5的第一輸入端51 電聯(lián)接,所述控制器5的輸出端53與所述逆變器3的第二輸入端32電聯(lián)接,所述逆變器3的輸出端33與所述電流傳感器6的輸入端61電聯(lián)接,所述電流傳感器6的第一輸出端62與所述控制器5的第二輸入端52電聯(lián)接,所述電流傳感器6的第二輸出端63與所述三相異步電機(jī)4電聯(lián)接;
所述控制器5,用于驅(qū)動(dòng)逆變器3在不同的時(shí)間段對(duì)所述三相異步電機(jī)4的任意兩相施加激勵(lì)電壓,并采集所述三相異步電機(jī)4在不同時(shí)間段根據(jù)所述激勵(lì)電壓所產(chǎn)生的響應(yīng)電流;并根據(jù)所述激勵(lì)電壓和響應(yīng)電流、以及第一等效電路,獲得三相異步電機(jī)4的漏感,并根據(jù)所述響應(yīng)電流和第二等效電路,獲得所述三相異步電機(jī)4的第一時(shí)間常數(shù)。
其中,所述第一等效電路為根據(jù)三相異步電機(jī)4的Γ-1型等效電路并忽略所述三相異步電機(jī)4的互感而得到的等效電路,所述第二等效電路為將所述第一等效電路中的電源等效成導(dǎo)線而得到的等效電路。
具體的,如圖7所示,本發(fā)明的三相異步電機(jī)4的電傳動(dòng)系統(tǒng)包括整流器1、逆變器3、控制器5、電壓傳感器7、電流傳感器6、直流支撐電容2和三相異步電機(jī)4。整流器1的輸出端12分別與電壓傳感器7的第一輸入端71、直流支撐電容2的第一端21、逆變器3的第一輸入端31電聯(lián)接,電壓傳感器7的第二輸入端72與直流支撐電容2的第二端22電聯(lián)接并接地,電壓傳感器7的輸出端73與控制器5的第一輸入端51電聯(lián)接,控制器5的輸出端53與逆變器3的第二輸入端32電聯(lián)接,逆變器3的輸出端33與電流傳感器6的輸入端61電聯(lián)接,電流傳感器6的第一輸出端62與控制器5的第二輸入端52電聯(lián)接,電流傳感器6的第二輸出端63與三相異步電機(jī)4電聯(lián)接;其中,直流支撐電容2的第二端22接地。其中,圖7中的箭頭方向表示電信號(hào)的流向。
在本實(shí)施例中,當(dāng)三相異步電機(jī)4安裝完成后,交流電通過整流器1整流為直流電,直流支撐電容2使得輸入逆變器3的直流電壓更加平穩(wěn),電壓傳感器7用于實(shí)時(shí)檢測(cè)直流電壓值,控制器5用于驅(qū)動(dòng)逆變器3將直流電逆變?yōu)榻涣麟姡沟迷摻涣麟姙槿喈惒诫姍C(jī)4供電,電流傳感器6用于實(shí)時(shí)檢測(cè)三相異步電機(jī)4的輸入電流。
本發(fā)明提供的三相異步電機(jī)參數(shù)的離線獲取系統(tǒng),用于實(shí)現(xiàn)上述方法實(shí)施例的技術(shù)方案,其具體實(shí)現(xiàn)過程和原理參照上述方法實(shí)施例的描述,在此 不再贅述。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中,控制器5,還用于驅(qū)動(dòng)所述逆變器3在不同的時(shí)間段對(duì)所述三相異步電機(jī)4的任意兩相施加激勵(lì)電流,并計(jì)算所述三相異步電機(jī)4在不同的時(shí)間段根據(jù)所述激勵(lì)電流所產(chǎn)生的響應(yīng)電壓;并根據(jù)所述激勵(lì)電流、響應(yīng)電壓、以及第三等效電路,獲得所述三相異步電機(jī)4的定子電阻,并根據(jù)所述激勵(lì)電流、以及第四等效電路,獲得所述三相異步電機(jī)4的第二時(shí)間常數(shù),并根據(jù)所述第一時(shí)間常數(shù)、所述第二時(shí)間常數(shù)、所述三相異步電機(jī)4的漏感和定子電阻,獲得所述三相異步電機(jī)4的互感和轉(zhuǎn)子電阻。
其中,所述第三等效電路為將所述Γ-1型等效電路中的漏感和互感均等效成導(dǎo)線而得到的等效電路,所述第四等效電路為將所述Γ-1型等效電路中的漏感和電源等效成導(dǎo)線而得到的等效電路。
本發(fā)明提供的三相異步電機(jī)參數(shù)的離線獲取系統(tǒng),用于實(shí)現(xiàn)上述方法實(shí)施例的技術(shù)方案,其具體實(shí)現(xiàn)過程和原理參照上述方法實(shí)施例的描述,在此不再贅述。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中,控制器5具體用于:
在t0至ti時(shí)刻,驅(qū)動(dòng)所述逆變器3對(duì)所述三相異步電機(jī)4的任意兩相施加第一激勵(lì)電壓,并獲得t0至ti時(shí)間段內(nèi)所述第一等效電路對(duì)應(yīng)的第一響應(yīng)電流,其中,所述i為任意的正數(shù);
當(dāng)所述ti時(shí)刻對(duì)應(yīng)的第一響應(yīng)電流等于第一預(yù)設(shè)電流值時(shí),所述控制器5控制所述逆變器3停止對(duì)所述三相異步電機(jī)4施加第一激勵(lì)電壓,并獲得ti至ti+1時(shí)間段內(nèi)所述第二等效電路對(duì)應(yīng)的第二響應(yīng)電流;并根據(jù)所述ti至ti+1時(shí)間段內(nèi)所述第二響應(yīng)電流的積分、所述ti至ti+1時(shí)間段內(nèi)所述第二響應(yīng)電流的差值、以及所述第二等效電路,獲得所述三相異步電機(jī)4的第一時(shí)間常數(shù)
可選的,控制器5可以根據(jù)公式計(jì)算三相異步電機(jī)4的第一時(shí)間常數(shù)Tk。
其中,所述Rk=Rs+Rrref,所述Rs為所述三相異步電機(jī)4的定子電阻、 所述Rrref為所述Г-1型等效電路的轉(zhuǎn)子等效電阻,所述Tk為所述三相異步電機(jī)4的第一時(shí)間常數(shù),Lσ為所述Г-1型等效電路的漏感,所述iInt為所述ti至ti+1時(shí)間段內(nèi)所述第二響應(yīng)電流的積分,所述iDif為所述ti至ti+1時(shí)間段內(nèi)的所述第二響應(yīng)電流的差值。
本發(fā)明提供的三相異步電機(jī)4參數(shù)的離線獲取系統(tǒng),用于實(shí)現(xiàn)上述方法實(shí)施例的技術(shù)方案,其具體實(shí)現(xiàn)過程和原理參照上述方法實(shí)施例的描述,在此不再贅述。
在本發(fā)明的另一可行的實(shí)施例中,控制器5還具體用于:
在t0至tj時(shí)刻,驅(qū)動(dòng)所述逆變器3對(duì)所述三相異步電機(jī)4的任意兩相從零開始逐漸遞變地施加第一激勵(lì)電流,并計(jì)算t0至tj時(shí)間段對(duì)應(yīng)的第一響應(yīng)電壓,其中,所述j為任意的正數(shù);
當(dāng)tj至tj+1時(shí)間段對(duì)應(yīng)的第一激勵(lì)電流穩(wěn)定在第三預(yù)設(shè)電流值時(shí),計(jì)算所述tj至tj+1時(shí)間段內(nèi)所述第三等效電路對(duì)應(yīng)的第二響應(yīng)電壓;
在tj+1至tj+2時(shí)刻,驅(qū)動(dòng)所述逆變器3對(duì)所述三相異步電機(jī)4的任意兩相從所述tj+1時(shí)刻對(duì)應(yīng)的第一激勵(lì)電流開始逐漸遞變地施加第二激勵(lì)電流,并獲得所述tj+1至tj+2時(shí)間段對(duì)應(yīng)的第三響應(yīng)電壓;
當(dāng)tj+2至tj+3時(shí)間段對(duì)應(yīng)的第二激勵(lì)電流穩(wěn)定在第四預(yù)設(shè)電流值時(shí),計(jì)算所述tj+2至tj+3時(shí)間段內(nèi)所述第三等效電路對(duì)應(yīng)的第四響應(yīng)電壓;并根據(jù)所述tj至tj+1時(shí)間段的第一激勵(lì)電流和第二響應(yīng)電壓、所述tj+2至tj+3時(shí)間段的第二激勵(lì)電流和第四響應(yīng)電壓,以及所述第三等效電路,獲得所述三相異步電機(jī)4的定子電阻。
可選的,控制器5具體用于根據(jù)所述公式獲得所述三相異步電機(jī)4的定子電阻;
其中所述Rs為所述三相異步電機(jī)4的定子電阻,所述I1和所述U1分別為所述tj至tj+1時(shí)間段內(nèi)所述三相異步電機(jī)4的第一激勵(lì)電流和第二響應(yīng)電壓,所述I2和所述U2分別為所述tj+2至tj+3時(shí)間段內(nèi)所述三相異步電機(jī)4的第二激勵(lì)電流和第四響應(yīng)電壓。
進(jìn)一步的,本實(shí)施例的控制器5還具體用于:在tj+3至tj+4時(shí)刻,驅(qū)動(dòng) 所述逆變器3對(duì)所述三相異步電機(jī)4的任意兩相逐漸遞變地施加第三激勵(lì)電流,所述第三激流電流為從所述tj+3時(shí)刻對(duì)應(yīng)的第二激勵(lì)電流開始逐漸地向與所述第二激勵(lì)電流的反方向遞變的電流;
當(dāng)所述tj+4時(shí)刻對(duì)應(yīng)的第三激勵(lì)電流等于第五預(yù)設(shè)電流值時(shí),驅(qū)動(dòng)所述逆變器3對(duì)所述三相異步電機(jī)4的任意兩相從所述tj+4時(shí)刻對(duì)應(yīng)的第三激勵(lì)電流開始逐漸遞變地施加第四激勵(lì)電流;
當(dāng)所述tj+5時(shí)刻對(duì)應(yīng)的第四激勵(lì)電流等于負(fù)的第六預(yù)設(shè)電流值時(shí),控制所述逆變器3停止對(duì)所述三相異步電機(jī)4施加所述第四激勵(lì)電流;并根據(jù)所述tj+4至tj+5時(shí)間段內(nèi)的第四激勵(lì)電流的積分、第四激勵(lì)電流的差值、以及第四等效電路,獲得所述三相異步電機(jī)4的第二時(shí)間常數(shù)。
可選的,控制器5具體用于根據(jù)公式來計(jì)算述三相異步電機(jī)4的第二時(shí)間常數(shù)。
其中,所述Ts為所述三相異步電機(jī)4的第二時(shí)間常數(shù),所述Lm為所述三相異步電機(jī)4的互感,所述iInt為tj+4至tj+5時(shí)間段內(nèi)第四激勵(lì)電流的積分,所述iDif為tj+4至tj+5時(shí)間段內(nèi)所述第四激勵(lì)電流的差值。
本發(fā)明提供的三相異步電機(jī)參數(shù)的離線獲取系統(tǒng),用于實(shí)現(xiàn)上述方法實(shí)施例的技術(shù)方案,其具體實(shí)現(xiàn)過程和原理參照上述方法實(shí)施例的描述,在此不再贅述。
進(jìn)一步的,本實(shí)施例的控制器5還具體用于:
在ti+1至ti+2時(shí)刻,驅(qū)動(dòng)所述逆變器3對(duì)所述三相異步電機(jī)4的任意兩相施加第二激勵(lì)電壓,并獲得ti+1至ti+2時(shí)間段內(nèi)所述第一等效電路對(duì)應(yīng)的第三響應(yīng)電流;
當(dāng)所述ti+2時(shí)刻對(duì)應(yīng)的第三響應(yīng)電流等于第二預(yù)設(shè)電流值時(shí),所述控制器5控制所述逆變器3停止對(duì)所述三相異步電機(jī)4施加第二激勵(lì)電壓;并根據(jù)所述ti+1至ti+2時(shí)間段內(nèi)所述第二激勵(lì)電壓的積分、所述第三響應(yīng)電流的差值、以及第一等效電路,獲得所述三相異步電機(jī)4的漏感。
可選的,控制器5根據(jù)公式獲得所述Г-1型等效電路的漏感Lσ',并根據(jù)公式和公式計(jì) 算獲得所述三相異步電機(jī)的漏感Lσ;
其中,所述uInt為所述ti+1至ti+2時(shí)間段內(nèi)所述第二激勵(lì)電壓的積分,所述iDif為所述ti+1至ti+2時(shí)間段內(nèi)所述第三響應(yīng)電流的差值,所述Lm為所述三相異步電機(jī)的互感、所述Lrσ為所述三相異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子漏感,所述Lsσ為所述三相異步電機(jī)的定子漏感Lsσ。
進(jìn)一步的,控制器5根據(jù)公式即可獲得電機(jī)的轉(zhuǎn)子電阻Rr。
本發(fā)明提供的三相異步電機(jī)參數(shù)的離線獲取系統(tǒng),用于實(shí)現(xiàn)上述方法實(shí)施例的技術(shù)方案,其具體實(shí)現(xiàn)過程和原理參照上述方法實(shí)施例的描述,在此不再贅述。
最后應(yīng)說明的是:以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案,而非對(duì)其限制;盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改,或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換;而這些修改或者替換,并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。