異步電機參數(shù)的辨識方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種異步電機參數(shù)的辨識方法及系統(tǒng)，方法包括：對異步電機進行單相短路試驗，向異步電機的三相定子繞組之間接入一周期性單相交變電流；采樣一個周期內(nèi)通過定子繞組的初始電流值I1、經(jīng)t2時間上升后的電流值I2、經(jīng)t2時間衰減后的電流值I3以及母線電壓U；所述t1時間為初始電流上升到最大電流所需的理論時間，所述t2時間為最大電流衰減到最小電流所需的理論時間；依據(jù)能量守恒對初始電流值I1、電流值I2、電流值I3、t1時間、t2時間計算得到異步電機的漏感和轉(zhuǎn)子電阻。通過向異步電機接入一周期性單相交變電流，從而產(chǎn)生RL階躍響應(yīng)，從能量守恒方向計算轉(zhuǎn)子電阻和漏感，計算量小，易于實現(xiàn)。
【專利說明】
異步電機參數(shù)的辨識方法及系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及電機領(lǐng)域，尤其涉及一種異步電機參數(shù)的辨識方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]異步電機的矢量控制是一種基于轉(zhuǎn)子磁場定向、保持轉(zhuǎn)子磁通不變的控制調(diào)速系統(tǒng)，電機參數(shù)的準(zhǔn)確與否直接決定了控制調(diào)速系統(tǒng)的性能，電機參數(shù)不準(zhǔn)確，會直接導(dǎo)致控制性能下降或者系統(tǒng)崩潰。
[0003]常規(guī)的電機辨識方法，主要通過頻率響應(yīng)試驗，對大量的采樣數(shù)據(jù)進行FFT處理。例如，公開號為CN 103281033 B的中國專利公開了一種異步電機參數(shù)辨識的方法，將異步電機設(shè)置為單相試驗狀態(tài)，即將異步電機的一相開路，另外兩相接入變頻器;向異步電機定子繞組通入兩次不同頻率的正弦電流信號Iref，頻率分別為fl和f2;采樣變頻器輸出電流I和直流母線電壓Vdc，根據(jù)電機單相試驗的T型等效電路計算等效總漏感oLs和互感L m。該方案通過向異步電機輸入不同貧乳的電流信號，從而采樣變頻器的輸出電量來計算漏感和互感。但是該方案的計算和采樣量大，稍微的數(shù)據(jù)飄移都會對導(dǎo)致辨識結(jié)果有很大的偏差，對處理器要求有較高的運算速度和運算能力，對硬件要求高，在工程上實現(xiàn)較為復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提供一種運算量小、硬件要求低的異步電機參數(shù)的辨識方法及系統(tǒng)，能夠快速、高效地計算出異步電機的轉(zhuǎn)子電阻和漏感。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0006]—種異步電機參數(shù)的辨識方法，包括:
[0007]對異步電機進行單相短路試驗，向異步電機的三相定子繞組之間接入一周期性單相交變電流；
[0008]采樣一個周期內(nèi)通過所述定子繞組的初始電流值I1、經(jīng)t2時間上升后的電流值12、經(jīng)^時間衰減后的電流值I3以及母線電壓U;所述^時間為初始電流上升到最大電流所需的理論時間，所述t2時間為最大電流衰減到最小電流所需的理論時間；
[0009]依據(jù)能量守恒對所述初始電流值I1、電流值12、電流值Iht1時間、t2時間計算得到所述異步電機的漏感和轉(zhuǎn)子電阻。
[0010]本發(fā)明提供的另一個技術(shù)方案為:
[0011 ] 一種異步電機參數(shù)的辨識系統(tǒng)，包括:
[0012]上電模塊，用于對異步電機進行單相短路試驗，向異步電機的三相定子繞組之間接入一周期性單相交變電流；
[0013]采樣模塊，用于采樣一個周期內(nèi)通過所述定子繞組的初始電流值I1、經(jīng)〖2時間上升后的電流值12、經(jīng)〖2時間衰減后的電流值I3以及母線電壓U;所述^時間為初始電流上升到最大電流所需的理論時間，所述?2時間為最大電流;S減到最小電流所需的理論時間；
[0014]計算模塊，用于依據(jù)能量守恒對所述初始電流值I1、電流值I2、電流值I3、ti時間、t時間計算得到所述異步電機的漏感和轉(zhuǎn)子電阻。本發(fā)明的有益效果在于:向異步電機的三相定子繞組之間接入周期性的單相交變電流，從而在一個周期內(nèi)異步電機的定子繞組產(chǎn)生RL電路階躍響應(yīng)，理論上經(jīng)過^時間通過定子繞組的電流會從一個初始電流上升到一個最大電流，再經(jīng)過t2時間該最大電流會衰減到一個最小電流，而tl和t2加起來就是一個周期的時間；由于電流變化的整個過程都是符合能力守恒的，通過測量初始的電流值、經(jīng)該ti時間上升后的電流值和該t2時間衰減后的電流值，依據(jù)能量守恒對測得的電流值進行對應(yīng)的計算，即可得到異步電機的漏感和轉(zhuǎn)子電阻。本發(fā)明采樣的數(shù)據(jù)無需進行傅里葉處理，計算量少，在工程上易實現(xiàn)，辨識精度高。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明實施例的異步電機參數(shù)的辨識方法的流程圖；
[0016]圖2為本發(fā)明實施例一的異步電機參數(shù)的辨識方法的流程圖；
[0017]圖3A為本發(fā)明實施例一的異步電機參數(shù)的辨識方法的定子電阻測量電路圖一；
[0018]圖3B為本發(fā)明實施例一的異步電機參數(shù)的辨識方法的定子電阻測量電路圖二；
[0019]圖4為本發(fā)明實施例一的異步電機參數(shù)的辨識方法的PI調(diào)節(jié)等效電路圖；
[0020]圖5為本發(fā)明實施例一的異步電機參數(shù)的辨識方法的三相電壓型全橋逆變電路與定子繞組連接示意圖；
[0021]圖6為本發(fā)明實施例一的異步電機參數(shù)的辨識方法的接入周期性的單相交變電流后的電流采樣示意圖；
[0022]圖7為現(xiàn)有技術(shù)堵轉(zhuǎn)試驗的等效電路圖一；
[0023]圖8為現(xiàn)有技術(shù)堵轉(zhuǎn)試驗的等效電路圖一.；
[0024]圖9為試驗電機名牌數(shù)據(jù)、采用本發(fā)明實施例一的異步電機參數(shù)的辨識方法得到的辨識結(jié)果以及常規(guī)電機學(xué)試驗結(jié)果對比圖；
[0025]圖10為本發(fā)明實施例的異步電機參數(shù)的辨識系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；
[0026]圖11為本發(fā)明實施例三的異步電機參數(shù)的辨識系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
[0027]標(biāo)號說明:
[0028]1、上電模塊;2、采樣模塊;21、選取模塊;22、第一采樣模塊;3、計算模塊;31、第一計算模塊;32、第二計算模塊;33、第三計算模塊。
【具體實施方式】
[0029]為詳細說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、所實現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實施方式并配合附圖予以說明。
[0030]本發(fā)明最關(guān)鍵的構(gòu)思在于:對異步電機進行單相短路試驗，對異步電機內(nèi)產(chǎn)生的RL電路階躍響應(yīng)，從能量守恒的方向計算出電機轉(zhuǎn)子電阻和電機漏感。
[0031]請參照圖1，本發(fā)明提供
[0032]一種異步電機參數(shù)的辨識方法，包括:
[0033]S1:對異步電機進行單相短路試驗，向異步電機的三相定子繞組之間接入一周期性單相交變電流；
[0034]S2:采樣一個周期內(nèi)通過所述定子繞組的初始電流值I1、經(jīng)t2時間上升后的電流值12、經(jīng)〖2時間衰減后的電流值I3以及母線電壓U;所述ti時間為初始電流上升到最大電流所需的理論時間，所述t2時間為最大電流衰減到最小電流所需的理論時間；
[0035]S3:依據(jù)能量守恒對所述初始電流值I1、電流值I2、電流值I3、t時間、12時間計算得到所述異步電機的漏感和轉(zhuǎn)子電阻。
[0036]進一步的，“依據(jù)能量守恒對所述初始電流值I1、電流值12、電流值I3J1時間、城寸間計算得到所述異步電機的漏感和轉(zhuǎn)子電阻”具體為:
[0037]電流上升階段依據(jù)能量守恒得到式一:U*Ism*ti = 1/2( L*l22)-1/2( L*I I2 )+R*Ism2*ti，其中 Ism= (Ii+l2)/2;
[0038]電流衰減階段依據(jù)能量守恒得到式二:l/2(L*I22)-l/2(L*I32)=R*10m2*t2;其中1m=(l2+l3)/2;
[0039]求解式一和式二得到漏感L和轉(zhuǎn)子電阻R。
[0040]從上述描述可知，電流上升階段和電流衰減階段均符合能量守恒，因此電流上升階段能夠得到一個符合能量守恒定律的公式，電流衰減階段同樣能夠得到一個符合能量守恒定律的公式，根據(jù)兩個公式即可計算出漏感和轉(zhuǎn)子電阻的值。
[0041 ]進一步的，所述“采樣一個周期內(nèi)通過所述定子繞組的初始電流值I1、經(jīng)t2時間上升后的電流值12、經(jīng)〖2時間衰減后的電流值I3以及母線電壓U;依據(jù)能量守恒對所述初始電流值I1、電流值12、電流值I3、ti時間、t2時間計算得到所述異步電機的漏感和轉(zhuǎn)子電阻”具體為:
[0042]S21:選取至少兩個的周期，采樣每個周期內(nèi)通過所述定子繞組的初始電流值L.、經(jīng)^時間上升后的電流值12、經(jīng)〖2時間衰減后的電流值I3以及母線電壓U;并對采樣的電流值I1、電流值I2的電流值I3進行累加濾波處理分別得到電流值I1，、電流值12，和電流值13，；
[0043]S31:電流上升階段依據(jù)能量守恒得到式一:1^1811^^ = 1/2(1^12^)-1/2(1^1^) +R*Ism2*ti，其中 Ism= (Ii，+l2，)/2;
[0044]S32:電流衰減階段依據(jù)能量守恒得到式二:l/2(L*I2，2)-l/2(L*I3，2)=R*1m2*t2;其中1m= (I2，+13，)/2；
[0045]S33:求解式一和式二得到漏感L和轉(zhuǎn)子電阻R。
[0046]從上述描述可知，選取多個周期進行采樣，并對采樣的數(shù)據(jù)進行累加濾波處理，減小了誤差，提高了計算的準(zhǔn)確性，進而提高了辨識的精度。
[0047]進一步的，還包括:
[0048]向異步電機的任意兩相定子繞組之間輸入直流電壓；當(dāng)檢測到通過所述異步電機的電流達到異步電機額定電流時，采樣所述兩相定子繞組之間的電壓;依據(jù)所述電壓以及檢測到的電流得到定子電阻。
[0049]從上述描述可知，將采樣到的電壓和檢測到的電流相除即可很簡單地計算出定子電阻。
[0050]進一步的，所述“向異步電機的三相定子繞組之間接入一周期性單相交變電流”具體為:
[0051 ] Sll:連接所述異步電機與逆變器的三相輸出；
[0052]S12:設(shè)置所述逆變器一相的上橋臂為周期性開通和斷開，其中開通時間為所述。時間，斷開時間為所述t2時間，下橋臂一直斷開；另外兩相的下橋臂為周期性開通和斷開，其中開通時間為所述ti時間，斷開時間為所述t2時間，上橋臂一直斷開。
[0053]從上述描述可知，通過設(shè)置逆變器一相的上橋臂為周期性開通和斷開，下橋臂一直斷開;另外兩相的下橋臂為周期性開通和斷開，上橋臂一直斷開，使得最終逆變器輸出一周期性的單相交變電流至異步電機。
[0054]進一步的，所述逆變器包括三相電壓型全橋逆變電路。
[0055]從上述描述可知，采用三相電壓型全橋逆變電路的逆變器，電路簡單、易實現(xiàn)，也可采用現(xiàn)有技術(shù)中能夠在本發(fā)明中實現(xiàn)相同左右的其他逆變器。
[0056]進一步的，所述“向異步電機的三相定子繞組之間接入一周期性單相交變電流”之后進一步包括:對所述交變電流進行PI調(diào)節(jié)，使通過所述定子繞組的電流最大值達到額定峰值。
[0057]從上述描述可知，通過PI調(diào)節(jié)使得流過定子繞組的電流不會過大也不會過小，并且最大值能夠達到額定峰值，使得測量更準(zhǔn)確。
[0058]請參照圖10，本發(fā)明的另一個技術(shù)方案為:
[0059]—種異步電機參數(shù)的辨識系統(tǒng)，包括:
[0060]上電模塊I，用于對異步電機進行單相短路試驗，向異步電機的三相定子繞組之間接入一周期性單相交變電流；
[0061]采樣模塊2，用于采樣一個周期內(nèi)通過所述定子繞組的初始電流值I1、經(jīng)t2時間上升后的電流值12、經(jīng)〖2時間衰減后的電流值I3以及母線電壓U;所述ti時間為初始電流上升到最大電流所需的理論時間，所述t2時間為最大電流衰減到最小電流所需的理論時間；
[0062]計算模塊3，用于依據(jù)能量守恒對所述初始電流值I1、電流值12、電流值I3U1時間、t2時間計算得到所述異步電機的漏感和轉(zhuǎn)子電阻。
[0063]進一步的，所述計算模塊包括:
[0064]第一計算模塊31，用于電流上升階段依據(jù)能量守恒得到式一=I22)-l/2(L*Ii2)+R*Ism2*ti，其中 Ism=(Ii+l2)/2;
[0065]第二計算模塊32，用于電流衰減階段依據(jù)能量守恒得到式二:1/2(L*I22)-1/2(L*l32)=R*1m2*t2;其中 1m= (12+13)/2;
[0066]第三計算模塊33，用于求解式一和式二得到漏感L和轉(zhuǎn)子電阻R。
[0067]從上述描述可知，上電模塊向異步電機接入周期性單相交變電流后，每個周期內(nèi)異步電機的定子繞組都會產(chǎn)生RL階躍響應(yīng)，采樣模塊對一個周期內(nèi)的初始電流、上升后的電流以及衰減后的電流進行采樣，由于電流上升階段和衰減階段都符合能量守恒，因此第一計算模塊和第二計算模塊分別根據(jù)電流上升階段和電流衰減階段的能量守恒得到兩個公式，第三計算模塊再根據(jù)所述兩個公式計算得到異步電機的漏感和轉(zhuǎn)子電阻，計算量小。
[0068]進一步的，所述采樣模塊包括:選取模塊21，用于選取至少兩個的周期；第一采樣模塊22，采樣每個周期內(nèi)通過所述定子繞組的初始電流值I1、經(jīng)^時間上升后的電流值12、經(jīng)^時間衰減后的電流值I3以及母線電壓U;并對采樣的電流值I1、電流值I2的電流值I3進行累加濾波處理分別得到電流值Ii，、電流值12，和電流值13，；
[0069]所述計算模塊3包括:第一計算模塊31，用于電流上升階段依據(jù)能量守恒得到式一:U*Ism*ti = l/2(L*l2，2)-l/2(L*Ii，2)+R*Ism2*ti，其中Ism= (Ii，+l2，)/2;第二計算模塊32，用于電流衰減階段依據(jù)能量守恒得到式二: l/2(L*l2’2)_l/2(L*l3’2)=R*1m2*t2;其中1m= (12，+13，)/2;第三計算模塊33，用于求解式一和式二得到漏感L和轉(zhuǎn)子電阻R。
[0070]從上述描述可知，通過選取模塊選取多個周期，采樣模塊對多個周期的電流進行采樣，并對采樣的數(shù)據(jù)進行累加濾波處理，減小了誤差，提高了計算模塊計算的準(zhǔn)確性，進而提高了辨識的精度。
[0071 ]請參照圖2至圖9，本發(fā)明的實施例一為:
[0072 ] 一種異步電機參數(shù)的辨識方法，包括:
[0073]采用伏安法對定子電阻進行測量，具體的，如圖3A和圖3B所示，向異步電機的任意兩相定子繞組之間輸入直流電壓;并通過PI調(diào)節(jié)該直流電壓，即可得到合適的電流，避免電流過大或過?。划?dāng)檢測到通過所述異步電機的電流1達到異步電機額定電流時，采樣所述兩相定子繞組之間的電壓Uo;由Ro = Uo/I()g卩可得到定子電阻Rq;具體的PI調(diào)節(jié)如下:對圖3A和圖3B所不的電路圖進彳丁PI調(diào)節(jié)等效為圖4中的電路圖，圖中I*為控制目標(biāo)給定電流，I為反饋電流，根據(jù)電機的最優(yōu)效率等因素，I*取電機額定電流，PI控制調(diào)節(jié)的結(jié)果就可得到一個電壓調(diào)制比，通過該調(diào)制比對母線電壓進行一個固定高頻進行斬波，就可以得到一個平均值較低，周期固定的高頻脈沖電壓，然后該脈沖電壓經(jīng)過繞組中的電感濾波后，流過定子繞組的電流就是一個脈沖很小的直流了 ；
[0074]連接所述異步電機與逆變器的三相輸出；設(shè)置所述逆變器一相的上橋臂為周期性開通和斷開，其中開通時間為所述^時間，斷開時間為所述t2時間，下橋臂一直斷開;另外兩相的下橋臂為周期性開通和斷開，其中開通時間為所述^時間，斷開時間為所述t2時間，上橋臂一直斷開;使得異步電機的三相定子繞組中通過一周期性的單相交變電流;對所述交變電流進行PI調(diào)節(jié)，使通過所述定子繞組的電流最大值達到額定峰值;具體的，所述逆變器包括三相電壓型全橋逆變電路，該三相電壓型全橋逆變電路包括Tl?T6六個功率開關(guān)管，如圖5所示;假設(shè)整個t = ti+t2，其中功率開關(guān)管T2，T3，T5—直關(guān)斷，Tl，T4，T6以t為周期進行開通和關(guān)斷，假設(shè)開通時間為ti，關(guān)斷時間為t2;
[0075]選取至少兩個的周期，采樣每個周期內(nèi)通過所述定子繞組的初始電流值I1、經(jīng)^時間上升后的電流值12以及〖2時間衰減后的電流值13 ；并對采樣的電流值I 1、電流值12和電流值I3進行累加濾波處理分別得到電流值I1，、電流值12，和電流值13，；具體的，一個周期內(nèi)，測量打開功率開關(guān)管Tl，T4，T6時刻(即如圖6所示的a點)通過定子繞組的電流值I1，經(jīng)過。時間的RL導(dǎo)通后電流達到最大值時(即圖6中的b點)的電流值12，然后同時關(guān)斷功率管T1，T4，Τ6，經(jīng)過t2時間的RL衰減，測得衰減后(即圖6中的c點)電流值I3;對選取的多個周期通過重復(fù)采樣步驟，并對多次采樣的數(shù)據(jù)進行累加濾波處理，得到與I^I2U3—一對應(yīng)的^、^，、
13，；
[0076]電流上升階段依據(jù)能量守恒得到式一:U*Ism*ti = l/2(L*l2，2)_l/2(L*Ii，2)+R*Ism2*ti，其中 Ism= (Ii，+l2，)/2;
[0077]電流衰減階段依據(jù)能量守恒得到式二l/2(L*l2，2)_l/2(L*l3，2)=R*1m2*t2;其中1m=(l2，+l3，)/2；
[0078]求解式一和式二得到漏感L和轉(zhuǎn)子電阻R。
[0079]一般情況下，轉(zhuǎn)子電阻和轉(zhuǎn)子電阻和漏感辨識常用短路試驗，又叫轉(zhuǎn)堵試驗，是指異步電機在轉(zhuǎn)堵時，轉(zhuǎn)子速度等于0，轉(zhuǎn)差為I，這時其等效電路如圖7所示;此時勵磁支路的阻抗遠遠大于轉(zhuǎn)子回路阻抗，因此可認為勵磁回路斷開，忽略電機損耗的情況下，短路試驗等效電路如圖8所不。
[0080]而在工程實際應(yīng)用中，對電機賭轉(zhuǎn)比較困難，本發(fā)明采用常用的單項短路試驗代替三相堵轉(zhuǎn)試驗，其電磁現(xiàn)象與轉(zhuǎn)堵試驗基本一致，辨識結(jié)果與實際的堵轉(zhuǎn)試驗的結(jié)果相差很小，誤差可以忽略不計。如圖9所示為試驗電機名牌數(shù)據(jù)、采用本發(fā)明的辨識方法得到的辨識結(jié)果以及常規(guī)電機學(xué)試驗結(jié)果對比圖，從圖中可以看出，本發(fā)明參數(shù)辨識結(jié)果與電機學(xué)常規(guī)試驗(堵轉(zhuǎn)試驗)結(jié)果相差很小，基本可以控制在3%以內(nèi)，完全滿足電機矢量控制要求。但是本發(fā)明的辨識方法相對于常規(guī)的電機學(xué)試驗，計算量要小得多。
[0081 ]請參照圖1以及圖5，本發(fā)明的實施例二為:
[0082 ] 一種異步電機參數(shù)的辨識方法，包括:
[0083]連接所述異步電機與逆變器的三相輸出；所述逆變器包括三相電壓型全橋逆變電路，該三相電壓型全橋逆變電路包括Tl?T6六個功率開關(guān)管;其中，Tl與T2串聯(lián)于直流電源的兩端，T3與T4串聯(lián)后與串聯(lián)的TI和T2并聯(lián)，T5和T6串聯(lián)以后與串聯(lián)的T3和T4并聯(lián)，異步電機的一相定子繞組A連接于Tl和T2之間，另一相定子繞組B連接于T3和T4之間，還有一相定子繞組C連接于T5和T6之間，如圖5所示;假設(shè)整個t = ti+t2，其中功率開關(guān)管T2，T3，T5—直關(guān)斷，T1，T4，T6以t為周期進行開通和關(guān)斷，假設(shè)開通時間為t，關(guān)斷時間為t2;
[0084]采樣一個周期內(nèi)通過所述定子繞組的初始電流值I1、經(jīng)t2時間上升后的電流值12、經(jīng)^時間衰減后的電流值I3以及母線電壓U;所述^時間為初始電流上升到最大電流所需的理論時間，所述t2時間為最大電流衰減到最小電流所需的理論時間；
[0085]依據(jù)能量守恒對所述初始電流值I1、電流值12、電流值13山時間、t2時間計算得到所述異步電機的漏感和轉(zhuǎn)子電阻;具體的，電流上升階段依據(jù)能量守恒得到式一:WIsn^t1= 1/2(1^1/)-1/2(1^1^)+1^18111?!，其中Ism= (1012)/2;電流衰減階段依據(jù)能量守恒得到式二:l/2(L*I22)-l/2(L*I32)=R*1m2*t2;其中 1m=(I2+I3)/2;求解式一和式二得到漏感L和轉(zhuǎn)子電阻R。
[0086]請參照圖11，本發(fā)明的實施例三為:
[0087]—種應(yīng)用于上述實施例一的異步電機參數(shù)的辨識方法的系統(tǒng)，包括:
[0088]定子電阻測量模塊，用于向異步電機的任意兩相定子繞組之間輸入直流電壓;并通過PI調(diào)節(jié)該直流電壓，即可得到合適的電流，避免電流過大或過??；當(dāng)檢測到通過所述異步電機的電流1達到異步電機額定電流時，采樣所述兩相定子繞組之間的電壓Uq ;由Ro =Uo/1即可得到定子電阻Ro;
[0089]上電模塊I，用于對異步電機進行單相短路試驗，向異步電機的三相定子繞組之間接入一周期性單相交變電流;具體的，用于連接所述異步電機與逆變器的三相輸出；其中，所述逆變器包括三相電壓型全橋逆變電路;設(shè)置所述逆變器一相的上橋臂為周期性開通和斷開，其中開通時間為所述^時間，斷開時間為所述t2時間，下橋臂一直斷開;另外兩相的下橋臂為周期性開通和斷開，其中開通時間為所述^時間，斷開時間為所述t2時間，上橋臂一直斷開，使得異步電機的三相定子繞組中通過一周期性的單相交變電流;對所述交變電流進行PI調(diào)節(jié)，使通過所述定子繞組的電流最大值達到額定峰值；
[0090]選取模塊21，用于選取至少兩個的周期;第一采樣模塊22，采樣每個周期內(nèi)通過所述定子繞組的初始電流值I1、經(jīng)ti時間上升后的電流值12、經(jīng)〖2時間衰減后的電流值I3以及母線電壓U;并對采樣的電流值I1、電流值I2的電流值I3進行累加濾波處理分別得到電流值11’、電流值12’和電流值13’;
[0091]第一計算模塊31，用于電流上升階段依據(jù)能量守恒得到式一=?ΖΜΛα*^，2)+!^.2*。，其中18111=(1^+1^)/2;第二計算模塊32，用于電流衰減階段依據(jù)能量守恒得到式二:1/2(1>12，2)-1/2(1>13，2)=辟101112襯2;其中10111=(12，+13，)/2;第三計算模塊33，用于求解式一和式二得到漏感L和轉(zhuǎn)子電阻R。
[0092]綜上所述，本發(fā)明提供的異步電機參數(shù)的辨識方法及系統(tǒng)，采用伏安法測量定子電阻;通過逆變器向異步電機的三相定子繞組輸入周期性的單相交變電流，從而定子繞組會產(chǎn)生RL階躍響應(yīng)，通過定子繞組的電流在一個周期內(nèi)會從初始電流上升到最大電流，再從最大電流衰減到一個小電流，整個電流變化過程符合能力守恒定律，從而能夠在電流上升階段和電流衰減階段分別得到一個包含轉(zhuǎn)子電阻和漏感的能量守恒公式，采樣多個周期的初始電流、上升后的電流和衰減后的電流數(shù)據(jù)，并對采樣的數(shù)據(jù)進行累加濾波處理，得到誤差小的電流數(shù)據(jù)，代入兩個公式即可得到轉(zhuǎn)子電阻和漏感的值。本發(fā)明計算量小，易于實現(xiàn)，極大地減少了辨識成本。
[0093]以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等同變換，或直接或間接運用在相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種異步電機參數(shù)的辨識方法，其特征在于，包括: 對異步電機進行單相短路試驗，向異步電機的三相定子繞組之間接入一周期性單相交變電流； 采樣一個周期內(nèi)通過所述定子繞組的初始電流值I1、經(jīng)t2時間上升后的電流值12、經(jīng)t2時間衰減后的電流值I3以及母線電壓U;所述^時間為初始電流上升到最大電流所需的理論時間，所述t2時間為最大電流衰減到最小電流所需的理論時間； 依據(jù)能量守恒對所述初始電流值Il、電流值12、電流值13、tl時間、t2時間計算得到所述異步電機的漏感和轉(zhuǎn)子電阻。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異步電機參數(shù)的辨識方法，其特征在于，“依據(jù)能量守恒對所述初始電流值Il、電流值12、電流值13、tl時間、t2時間計算得到所述異步電機的漏感和轉(zhuǎn)子電阻”具體為: 電流上升階段依據(jù)能量守恒得到式一:U*Ism*ti= 1/2 (L*l22 )-1/2 (L*Ii2)+R*Ism2*ti，其中 Ism=(Ii+l2)/2; 電流衰減階段依據(jù)能量守恒得到式二:1/2(1>122)-1/2(1>132)=1?*101112襯2;其中10111 =(l2+I3)/2； 求解式一和式二得到漏感L和轉(zhuǎn)子電阻R。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異步電機參數(shù)的辨識方法，其特征在于，所述采樣一個周期內(nèi)通過所述定子繞組的初始電流值I1、經(jīng)t2時間上升后的電流值12、經(jīng)〖2時間衰減后的電流值13以及母線電壓U;依據(jù)能量守恒對所述初始電流值I 1、電流值12、電流值13、t i時間、^時間計算得到所述異步電機的漏感和轉(zhuǎn)子電阻，具體為: 選取至少兩個的周期，采樣每個周期內(nèi)通過所述定子繞組的初始電流值I1、經(jīng)t時間上升后的電流值I2、經(jīng)〖2時間衰減后的電流值I3以及母線電壓U;并對采樣的電流值I1、電流值12的電流值I3進行累加濾波處理分別得到電流值I1，、電流值12，和電流值13，； 電流上升階段依據(jù)能量守恒得到式一:U*Ism*ti = l/2(L*l2，2)_l/2(L*Ii，2)+R*Ism2*ti，其中Ism= (I1，+I2，)/2； 電流衰減階段依據(jù)能量守恒得到式二: l/2(L*l2，2)_l/2(L*l3，2)=R*1m2*t2;其中1m=(I2，+I3，)/2; 求解式一和式二得到漏感L和轉(zhuǎn)子電阻R。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異步電機參數(shù)的辨識方法，其特征在于，還包括: 向異步電機的任意兩相定子繞組之間輸入直流電壓；當(dāng)檢測到通過所述異步電機的電流達到異步電機額定電流時，采樣所述兩相定子繞組之間的電壓;依據(jù)所述電壓以及檢測到的電流得到定子電阻。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異步電機參數(shù)的辨識方法，其特征在于，所述“向異步電機的三相定子繞組之間接入一周期性單相交變電流”具體為: 連接所述異步電機與逆變器的三相輸出； 設(shè)置所述逆變器一相的上橋臂為周期性開通和斷開，其中開通時間為所述^時間，斷開時間為所述t2時間，下橋臂一直斷開;另外兩相的下橋臂為周期性開通和斷開，其中開通時間為所述^時間，斷開時間為所述t2時間，上橋臂一直斷開。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的異步電機參數(shù)的辨識方法，其特征在于，所述逆變器包括三相電壓型全橋逆變電路。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異步電機參數(shù)的辨識方法，其特征在于，所述“向異步電機的三相定子繞組之間接入一周期性單相交變電流”之后進一步包括:對所述交變電流進行PI調(diào)節(jié)，使通過所述定子繞組的電流最大值達到額定峰值。8.一種異步電機參數(shù)的辨識系統(tǒng)，其特征在于，包括: 上電模塊，用于對異步電機進行單相短路試驗，向異步電機的三相定子繞組之間接入一周期性單相交變電流； 采樣模塊，用于采樣一個周期內(nèi)通過所述定子繞組的初始電流值I1、經(jīng)t2時間上升后的電流值12、經(jīng)〖2時間衰減后的電流值I3以及母線電壓U;所述^時間為初始電流上升到最大電流所需的理論時間，所述?2時間為最大電流;S減到最小電流所需的理論時間； 計算模塊，用于依據(jù)能量守恒對所述初始電流值Il、電流值12、電流值13、tl時間、t2時間計算得到所述異步電機的漏感和轉(zhuǎn)子電阻。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的異步電機參數(shù)的辨識系統(tǒng)，其特征在于，所述計算模塊包括: 第一計算模塊，用于電流上升階段依據(jù)能量守恒得到式一:1^1^^^^ = 1/2(01/)-1/2(L*Ii2)+R*Ism2*ti，其中 Ism= (I1+I2)/2; 第二計算模塊，用于電流衰減階段依據(jù)能量守恒得到式二:1/2(L*I22)-1/2(L*I32)=R*I om2*t2;其中 1m= (12+13)/2; 第三計算模塊，用于求解式一和式二得到漏感L和轉(zhuǎn)子電阻R。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的異步電機參數(shù)的辨識系統(tǒng)，其特征在于，所述采樣模塊包括:選取模塊，用于選取至少兩個的周期;第一采樣模塊，采樣每個周期內(nèi)通過所述定子繞組的初始電流值I1、經(jīng)ti時間上升后的電流值12、經(jīng)〖2時間衰減后的電流值I3以及母線電壓U;并對采樣的電流值11、電流值12的電流值13進行累加濾波處理分別得到電流值I r、電流值12，和電流值13，； 所述計算模塊包括:第一計算模塊，用于電流上升階段依據(jù)能量守恒得到式一:U*Ism*^ = 1/2(1^12,2)-1/2(1^1!,2Ht^IsmSt1，其中Ism= (Ir+12，)/2;第二計算模塊，用于電流衰減階段依據(jù)能量守恒得到式二: 1/2(L*I2，2)_1/2(L*I3，2) = R*1m2*t2;其中1m= (12，+.13，)/2;第三計算模塊，用于求解式一和式二得到漏感L和轉(zhuǎn)子電阻R。
【文檔編號】H02P23/14GK105846749SQ201610340120
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年5月20日
【發(fā)明人】高建民
【申請人】深圳市高巨創(chuàng)新科技開發(fā)有限公司