專利名稱：基于磁通估計的轉(zhuǎn)子時間常數(shù)在線辨識系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電機控制領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種基于磁通估計的轉(zhuǎn)子時間常數(shù)在線辨識系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
在異步電機的轉(zhuǎn)子磁場定向控制中，若要實現(xiàn)轉(zhuǎn)矩電流和勵磁電流的正確分解，必須得到準確的轉(zhuǎn)子時間常數(shù)。通過離線辨識可以準確測量到電機的電感和轉(zhuǎn)子電阻，從而計算得到高精度的轉(zhuǎn)子時間常數(shù)?，F(xiàn)有的異步機轉(zhuǎn)子磁場定向控制方案中，通過離線辨識方式，可高精度地測量得至IJ電機的轉(zhuǎn)子電感Lr和轉(zhuǎn)子電阻Rr。然后利用公式(I)，計算得到轉(zhuǎn)子時間常數(shù)Tr，并通過已知的轉(zhuǎn)子時間常數(shù)Tr和控制采用的轉(zhuǎn)矩電流指令I(lǐng)q*和勵磁電流指令I(lǐng)d*，利用公式
(2)進行轉(zhuǎn)差Wsl的計算，從而實現(xiàn)異步機的轉(zhuǎn)子磁場定向控制。Tr=Lr/Rr (I)Wsl=Iq*/ (Id*XTr) (2)然而在實際應(yīng)用中，異步電機拖動負載運行時電機自身會產(chǎn)生熱量，引起電機轉(zhuǎn)子電阻溫度升高，使得電機轉(zhuǎn)子電阻發(fā)生變化。這種情況下如不對電機轉(zhuǎn)子時間常數(shù)進行在線校正，轉(zhuǎn)差Wsl頻率計算結(jié)果與理論值將存在偏差。此時，轉(zhuǎn)矩電流和勵磁電流將不能得到正確分解，直接影響異步機轉(zhuǎn)矩控制的精度，同時帶來了異步電機的弱磁區(qū)電壓容易飽和等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對上述異步電機由于電阻升溫變化而導(dǎo)致轉(zhuǎn)差偏差，并影響轉(zhuǎn)矩控制精度的問題，提供一種基于磁通估計的轉(zhuǎn)子時間常數(shù)在線辨識系統(tǒng)及方法。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是，提供一種基于磁通估計的轉(zhuǎn)子時間常數(shù)在線辨識系統(tǒng)，包括采樣單元、磁場角度計算單元、第一電流轉(zhuǎn)換單元、第二電流轉(zhuǎn)換單元、控制量計算單元以及時間常數(shù)計算單元，其中所述采樣單元，用于采樣異步電機輸出端的三相電壓及三相電流；所述磁場角度計算單元，用于根據(jù)采樣的三相電壓及三相電流計算估計磁場角度；所述第一電流轉(zhuǎn)換單元，用于使用所述估計磁場角度對采樣的三相電流進行電流轉(zhuǎn)換，獲得實際勵磁電流和實際轉(zhuǎn)矩電流；所述第二電流轉(zhuǎn)換單元，用于使用控制角度對采樣的三相電流進行電流轉(zhuǎn)換，獲得控制勵磁電流和控制轉(zhuǎn)矩電流；所述控制量計算單元，用于根據(jù)實際勵磁電流、實際轉(zhuǎn)矩電流、控制勵磁電流和控制轉(zhuǎn)矩電流計算控制量；所述時間常數(shù)計算單元，用于對控制量進行積分計算獲得時間常數(shù)增益系數(shù)，并使用所述時間常數(shù)增益系數(shù)計算并更新轉(zhuǎn)子時間常數(shù)。在本發(fā)明所述的基于磁通估計的轉(zhuǎn)子時間常數(shù)在線辨識系統(tǒng)中，所述磁場角度計算單元通過以下公式計算估計磁場角度S :
權(quán)利要求
1.一種基于磁通估計的轉(zhuǎn)子時間常數(shù)在線辨識系統(tǒng)，其特征在于包括采樣單元、磁場角度計算單元、第一電流轉(zhuǎn)換單元、第二電流轉(zhuǎn)換單元、控制量計算單元以及時間常數(shù)計算單元，其中所述采樣單元，用于采樣異步電機輸出端的三相電壓及三相電流；所述磁場角度計算單元，用于根據(jù)采樣的三相電壓及三相電流計算估計磁場角度；所述第一電流轉(zhuǎn)換單元，用于使用所述估計磁場角度對采樣的三相電流進行電流轉(zhuǎn)換，獲得實際勵磁電流和實際轉(zhuǎn)矩電流；所述第二電流轉(zhuǎn)換單元，用于使用控制角度對采樣的三相電流進行電流轉(zhuǎn)換，獲得控制勵磁電流和控制轉(zhuǎn)矩電流；所述控制量計算單元，用于根據(jù)實際勵磁電流、實際轉(zhuǎn)矩電流、控制勵磁電流和控制轉(zhuǎn)矩電流計算控制量；所述時間常數(shù)計算單元，用于對控制量進行積分計算獲得時間常數(shù)增益系數(shù)，并使用所述時間常數(shù)增益系數(shù)計算并更新轉(zhuǎn)子時間常數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于磁通估計的轉(zhuǎn)子時間常數(shù)在線辨識系統(tǒng)，其特征在于所述磁場角度計算單元通過以下公式計算估計磁場角度d
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于磁通估計的轉(zhuǎn)子時間常數(shù)在線辨識系統(tǒng)，其特征在于所述第一電流轉(zhuǎn)換單元通過以下公式計算實際勵磁電流IcT和實際轉(zhuǎn)矩電流Iq-
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于磁通估計的轉(zhuǎn)子時間常數(shù)在線辨識系統(tǒng)，其特征在于所述控制量計算單元通過以下表達式計算控制量Iq~XId -1qXId'
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于磁通估計的轉(zhuǎn)子時間常數(shù)在線辨識系統(tǒng)，其特征在于所述控制量計算單元包括第一判斷子單元，用于判斷實際轉(zhuǎn)矩電流Iq~是否大于等于零；所述控制量計算單元在實際轉(zhuǎn)矩電流Iq~大于等于零時將Iq~ X Id -1qX IcT作為控制量，否則將IqXIcT -1q~ X Id作為控制量。
6.一種基于磁通估計的轉(zhuǎn)子時間常數(shù)在線辨識方法，其特征在于包括以下步驟(a)采樣異步電機輸出端的三相電壓及三相電流，并根據(jù)采樣的三相電壓及三相電流計算估計磁場角度； (b)使用估計磁場角度對采樣的三相電流進行電流轉(zhuǎn)換，獲得實際勵磁電流和實際轉(zhuǎn)矩電流；并使用控制角度對采樣的三相電流進行電流轉(zhuǎn)換，獲得控制勵磁電流和控制轉(zhuǎn)矩電流； (c)根據(jù)實際勵磁電流、實際轉(zhuǎn)矩電流、控制勵磁電流和控制轉(zhuǎn)矩電流計算控制量； Cd)對所述控制量進行積分計算獲得時間常數(shù)增益系數(shù)，并使用所述時間常數(shù)增益系數(shù)計算并更新轉(zhuǎn)子時間常數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于磁通估計的轉(zhuǎn)子時間常數(shù)在線辨識方法，其特征在于所述步驟(a)中，所述估計磁場角度d通過以下公式計算獲得
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于磁通估計的轉(zhuǎn)子時間常數(shù)在線辨識方法，其特征在于所述步驟(b)中實際勵磁電流IcT和實際轉(zhuǎn)矩電流Iq~通過以下公式計算獲得
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于磁通估計的轉(zhuǎn)子時間常數(shù)在線辨識方法，其特征在于所述步驟(C)中通過以下表達式計算控制量Iq~XId -1qX Id"o
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于磁通估計的轉(zhuǎn)子時間常數(shù)在線辨識方法，其特征在于所述步驟(C)中，包括 (Cl)判斷實際轉(zhuǎn)矩電流Icf是否大于等于零，并在實際轉(zhuǎn)矩電流Iq~大于等于零時執(zhí)行步驟(c2)，否則執(zhí)行步驟(c3)； (c2)將Iq~XId -1qXIcT作為控制量; (c3)將IqXIcT -1q~ X Id作為控制量。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種基于磁通估計的轉(zhuǎn)子時間常數(shù)在線辨識系統(tǒng)，包括采樣單元、磁場角度計算單元、第一電流轉(zhuǎn)換單元、第二電流轉(zhuǎn)換單元、控制量計算單元以及時間常數(shù)計算單元，其中所述采樣單元，用于采樣異步電機輸出端的三相電壓及三相電流；所述磁場角度計算單元，用于計算估計磁場角度；所述第一電流轉(zhuǎn)換單元，用于獲得實際勵磁電流和實際轉(zhuǎn)矩電流；所述第二電流轉(zhuǎn)換單元，用于獲得控制勵磁電流和控制轉(zhuǎn)矩電流；所述控制量計算單元，用于計算控制量；所述時間常數(shù)計算單元，用于計算并更新轉(zhuǎn)子時間常數(shù)。本發(fā)明還提供一種對應(yīng)的方法。本發(fā)明通過估計磁場角度分解電流和控制角度分解電流之間的關(guān)系計算得到轉(zhuǎn)子時間常數(shù)，提高轉(zhuǎn)矩控制精度。
文檔編號H02P21/14GK103051278SQ20121050861
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月3日
發(fā)明者何俊輝 申請人:深圳市匯川技術(shù)股份有限公司, 蘇州匯川技術(shù)有限公司, 蘇州默納克控制技術(shù)有限公司