三相异步电机的参数离线辨识方法及装置

摘要

本发明公开了一种三相异步电机的参数离线辨识方法，逆变器输出的电流使电机的三相绕组的连接方式等效为任意两相绕组并联后再与另一相绕组串联，每一次进行时通过传感器检测一相绕组的端电流，从而得到电机绕组的直流电压和直流电流或者交流电压和交流电流；由交流电压、交流电流计算电机逆gamma等效电路的阻抗，再由两个不同频率ω₁、ω₂条件下的阻抗计算电机的等效转子电阻、总漏感和等效互感参数。本发明的方法无需电机转动就能实验电机参数的辨识，省去了传统参数辨识过程中所需的空载实验，扩大了电机参数辨识的应用范围，辨识出的电机参数准确性获得提高。本发明适用于逆变器控制的三相异步电机调速系统的电机参数离线辨识。

主权项

三相异步电机的参数离线辨识方法，其特征在于： 步骤一，通过以下步骤辨识定子电阻： S10，对控制器设置第一直流的参考电流； S11，通过控制器控制逆变器，逆变器输出的电流使电机的三相绕组的连接方式等效为任意两相绕组并联后再与另一相绕组串联，这种方式分三次进行，每一次进行时通过传感器检测一相绕组的端电流，将检测的电流反馈到控制器，参考电流与反馈电流的差值作为PI调节输入，并依据PI调节的输出进行PWM调制，控制器对一相绕组的电流和电压进行分析，该分析根据上述等效方式进行，从而得到电机绕组的直流电压和直流电流； S12，对控制器设置第二直流的参考电流； S13，重复步骤S11； S14，控制器根据两次检测得到的直流电压和直流电流计算电机的定子电阻； 步骤二，通过以下步骤对电机定子漏感、转子漏感、转子电阻以及电机互感进行辨识： S20，对控制器设置直流量加交流分量的第三参考电流，该第三参考电流的频率为ω₁； S21，通过控制器控制逆变器，逆变器输出的电流使电机的三相绕组的连接方式等效为任意两相绕组并联后再与另一相绕组串联，这种方式分三次进行，每一次进行时通过传感器检测一相绕组的端电流，将检测的电流反馈到控制器，参考电流与反馈电流的差值作为PI调节输入，并依据PI调节的输出进行PWM调制，控制器对一相绕组的电流和电压进行分析，该分析根据上述等效方式进行，从而得到电机绕组的交流电压和交流电流； S22，改变第三参考电流给定中的交流分量频率为ω₂； S23，重复步骤21； S24，根据步骤S21和步骤S23分别得到的交流电压和交流电流，控制器计 算电机逆gamma等效电路的阻抗，再由两个不同频率ω₁、ω₂条件下的阻抗计算电机的等效转子电阻、总漏感和等效互感参数； 所述步骤一中，执行步骤S11的具体过程如下： 检测A相绕组的电流，控制器控制逆变器使电流从A相绕组流入，从B相绕组、C相绕组流出，控制器对传感器获取的电流和PI调节输出电压进行傅里叶分析，得到直流电压U_1a和直流电流I_1a； 检测B相绕组的电流，控制器控制逆变器使电流从B相绕组流入，从A相绕组、C相绕组流出，控制器对传感器获取的电流和PI调节输出电压进行傅里叶分析，得到直流电压U_1b和直流电流I_1b； 检测C相绕组的电流，控制器控制逆变器使电流从C相绕组流入，从A相绕组、B相绕组流出，控制器对传感器获取的电流和PI调节输出电压进行傅里叶分析，得到直流电压U_1c和直流电流I_1c； 当步骤S11执行完毕，控制器在获取第二直流的参考电流I₂后：重复步骤S11，再次得到的直流电压，直流电流依次为U_2a、U_2b、U_2c、I_2a、I_2b、I_2c； 计算感应电机的定子电阻的计算公式为： 以上过程通过控制逆变器实现，控制A相开关管S_a1、S_a2与S_a3、S_a4交替导通关断，S_b1、S_b2和S_c1、S_c2关断，S_b3、S_b4和S_c3、S_c4导通，可使电流从A相绕组流入，从B相绕组、C相绕组流出；控制B相开关管S_b1、S_b2与S_b3、S_b4交替导通关断，S_a1、S_a2和S_c1、S_c2关断，S_a3、S_a4和S_c3、S_c4导通，可使电流从B相绕组流入，从A相绕组、C相绕组流出；控制C相开关管S_c1、S_c2与S_c3、S_c4交替导通关断，S_a1、S_a2和S_b1、S_b2关断，S_a3、S_a4和S_b3、S_b4导通，可使电流从C相绕组流入，从A相绕组、B相绕组流出； 所述A相开关管包括开关管S_a1、开关管S_a2、开关管S_a3、开关管S_a4，开 关管S_a1的基极与控制器的输出端电连接，开关管S_a1的集电极连接电源正极，开关管S_a1的发射极与开关管S_a2的集电极连接，开关管S_a2的基极与控制器的输出端电连接，开关管S_a2的发射极与开关管S_a3的集电极连接，开关管S_a3的基极与控制器的输出端电连接，开关管S_a3的发射极与开关管S_a4的集电极连接，开关管S_a4的基极与控制器的输出端电连接，开关管S_a4的发射极连接电源负极，开关管S_a2、与开关管S_a3的联结点作为A相输出端； 所述B相开关管包括开关管S_b1、开关管S_b2、开关管S_b3、开关管S_b4，开关管S_b1的基极与控制器的输出端电连接，开关管S_b1的集电极连接电源正极，开关管S_b1的发射极与开关管S_b2的集电极连接，开关管S_b2的基极与控制器的输出端电连接，开关管S_b2的发射极与开关管S_b3的集电极连接，开关管S_b3的基极与控制器的输出端电连接，开关管S_b3的发射极与开关管S_b4的集电极连接，开关管S_b4的基极与控制器的输出端电连接，开关管S_b4的发射极连接电源负极，开关管S_b2与开关管S_b3的联结点作为B相输出端； 所述C相开关管包括开关管S_c1、开关管S_c2、开关管S_c3、开关管S_c4，开关管S_c1的基极与控制器的输出端电连接，开关管S_c1的集电极连接电源正极，开关管S_c1的发射极与开关管S_c2的集电极连接，开关管S_c2的基极与控制器的输出端电连接，开关管S_c2的发射极与开关管S_c3的集电极连接，开关管S_c3的基极与控制器的输出端电连接，开关管S_c3的发射极与开关管S_c4的集电极连接，开关管S_c4的基极与控制器的输出端电连接，开关管S_c4的发射极连接电源负极，开关管S_c2与开关管S_c3的联结点作为C相输出端。