交流异步电机互感参数的离线识别方法

摘要

本发明提供了一种交流异步电机互感参数的离线识别方法，基于交流异步电机、与所述交流异步电机的输入端相连的逆变器、通过PWM信号控制逆变器输出电流的控制器和用于检测交流异步电机的电流的传感器，所述传感器将检测到的电流传输给控制器用于调整PWM信号，所述交流异步电机包括定子和转子，这种交流异步电机互感参数的离线识别方法，不需要增加额外的装置或者电路，只是需要知道交流异步电机的定转子的电阻值，而交流异步电机定转子的电阻值得测量较为简单，参数的精度能够满足FOC控制的需要，达到了交流异步电机在静止的条件下识别互感参数，识别方法较为简单，方便于工程实施。

主权项

1.一种交流异步电机互感参数的离线识别方法，基于交流异步电机、与所述交流异步电机的输入端相连的逆变器、通过PWM信号控制逆变器输出电流的控制器和用于检测交流异步电机的电流的传感器，所述传感器将检测到的电流传输给控制器用于调整PWM信号，所述交流异步电机包括定子和转子，其特征在于：包括以下步骤：步骤一，通过以下步骤辨识定子电阻Rs：S10，所述控制器控制逆变器对所述定子施加幅值为U的第一直流电压；S11，通过所述传感器检测到定子的电流达到稳态时采集稳态电流Imax并输入控制器；S12，所述控制器利用公式（1）计算得到所述定子电阻Rs，$\mathrm{Rs}=\frac{U}{I\max }---\left(1\right);$步骤二，通过以下步骤辨识转子电阻Rr：S20，所述控制器控制逆变器对所述定子施加频率为ω，幅值为U的单相交流电压；S21，通过所述传感器检测交流异步电机的交流电流I_a并输入控制器；S22，所述控制器利用公式（2）计算得到所述转子电阻Rr，$R_r=\frac{U}{I_a}*\cos \alpha -R_S---\left(2\right),$其中，α为交流异步电机的超前电流的角度；步骤三，通过以下步骤辨识互感参数Lm：S30，通过所述控制器控制逆变器再次对所述定子施加幅值为U的第二直流电压并开始计时；S31，当所述传感器检测到定子的电流大于Imax*Rs/（Rr+Rs）时开始记录时间；S32，设ΔI=[Imax*Rr/（Rr+Rs）]/5，则Imax=Imax*Rs/（Rr+Rs）+ΔI*5，当所述传感器检测到定子的电流分别为I1=Imax*Rs/（Rr+Rs）+ΔI，记录第二直流电压的施加时间为T1，I2=Imax*Rs/（Rr+Rs）+ΔI*2，记录第二直流电压的施加时间为T2，I3=Imax*Rs/（Rr+Rs）+ΔI*3，记录第二直流电压的施加时间为T3，I4=Imax*Rs/（Rr+Rs）+ΔI*4，记录第二直流电压的施加时间为T4；S32，通过控制器将预置的所述交流异步电机的T型等效模型的传递函数进行拉普拉斯变换得到$\frac{I\left(s\right)}{U\left(s\right)}=\frac{1}{R_S}*\frac{1+T_{r}s}{1+(T_s+T_r)s+\sigma T_s{T}_r{s}^2}---\left(3\right),$其中：$T_r=\frac{L_m+L_r}{R_r},$$T_s=\frac{L_m+L_s}{R_s},$$\sigma =1-\frac{{L_m}^2}{(L_m+L_s)(L_m+L_r)},$Lr转子漏电感、Ls定子漏电感、Tr转子时间常数、Ts定子时间常数；S33，对式（3）进行简化得到$\frac{I\left(s\right)}{U\left(s\right)}=\frac{1}{R_S}*\frac{1+T_{r}s}{1+(T_s+T_r)s}---\left(4\right),$然后将式（4）变换成$\frac{I\left(s\right)}{U\left(s\right)}=\frac{T_r}{R_S(T_s+T_r)}+\frac{T_s}{R_S(T_s+T_r)}*\frac{1}{1+(T_s+T_r)s}---\left(5\right),$将U(s)=Imax*R代入式（5）中得到$I\left(s\right)=I_{\max }*\frac{R_s}{R_s+R_r}+I_{\max }*\frac{R_r}{R_s+R_r}*\frac{1}{1+(T_s+T_r)s}---\left(6\right),$设$\frac{R_s}{R_s+R_r}=k,$$\frac{R_r}{R_s+R_r}=1-k$并代入式（6）中得到$I\left(s\right)=I_{\max }*k+I_{\max }*(1-k)*\frac{1}{1+(T_s+T_r)s}---\left(7\right),$将式（7）进行拉普拉斯反变换得到$I=I_{\max }*k+I_{\max }*(1-k)*(1-e^{-\frac{T}{T_s+T_r}})---\left(8\right),$将式（8）整理可得$T_s+T_r=\frac{-T}{\mathrm{In}\frac{I_{\max }-I}{I_{\max }(1-k)}}---\left(9\right),$将T=T1，I=I1代入式（9）求得Lm1，将T=T2，I=I2代入式（9）求得Lm2，将T=T3，I=I3代入式（9）求得Lm3，将T=T4，I=I4代入式（9）求得Lm4，最后取LM1、LM2、LM3和LM4的平均值，即$L_m=\frac{L_{m1}+L_{m2}+L_{m3}+L_{m4}}{4}---\left(10\right).$