[發明專利]一種異步電機互感參數辨識方法和裝置

有效

• 申請號: 201410208366.8
• 申請日: 2014-05-16
• 公開（公告）號: CN103986396A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 劉可安;尚敬;梅文慶;劉勇;張少云;黃佳德;江平
• 申請（專利權）人: 南車株洲電力機車研究所有限公司
• 主分類號: H02P21/14
• 分類號: H02P21/14
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

技術領域

本發明涉及電力領域，特別是涉及一種異步電機互感參數辨識方法和裝置。

背景技術

交流電機特別是異步電機由于具有結構簡單、制造方便、價格低廉、運行可靠、可用于較惡劣的環境等優點，已經廣泛應用于各類生產機械和生活機械中。隨著異步電機的廣泛應用，其控制方法也在不斷發展，目前最常用的控制方法是基于轉子磁鏈定向的矢量控制方法，它通過坐標變化將給定子電流信號進行解耦，得到勵磁電流和轉矩電流，并對這兩個信號分別加以控制，使異步電機獲得媲美于直流調速系統的性能。矢量控制方法的關鍵在于對磁場進行正確的定位，而正確定位必須依賴于電機的物理參數來完成解耦控制，因此，準確地辨識電機參數是矢量控制發揮其優勢的先決條件。

電機參數包含定子電阻、轉子電阻、定子漏感、轉子漏感、互感等，其中，互感參數容易受到電機應用環境的影響而發生變化，因此，在電機的實際應用中，對互感參數的準確辨識尤為重要。目前，最常被采用的異步電機互感辨識方法是轉子空載試驗，空載試驗顧名思義需要將電機負載拆卸掉，此時電機轉速基本上接近同步轉速，轉差率約為零，電機的等效回路為單回路電路，電機轉子回路相當于開路，等到轉速穩定之后，對采集到的電流與電壓進行傅里葉變換可以辨識互感參數。由于這種方法需要空載，在計算過程中還需要提前得到漏感值。因此，這種辨識方法具有兩方面的缺陷，第一方面是其難以在工業場合中廣泛應用，計算過程比較復雜耗時耗力；第二方面是無法辨識電機工作過程中的互感值。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提出了一種異步電機互感參數辨識方法和裝置，在電機正常運行下，根據轉子磁鏈電壓模型的磁鏈實際幅值與磁鏈給定幅值之間的差值信號來辨識電機的互感值，該方案的計算復雜度低且能夠可實時測試互感參數，滿足電機的實際應用需求。

本發明提供以下技術方案：

第一方面，本發明提供了一種異步電機互感參數辨識方法，所述方法包括：

利用轉子磁鏈電壓模型計算電機的轉子磁鏈實際幅值；

計算所述轉子磁鏈實際幅值與轉子磁鏈給定幅值之間的差值，對所述差值進行比例積分調節處理，得到電機當前的互感值。

可選的，所述利用轉子磁鏈電壓模型計算電機的轉子磁鏈實際幅值，包括：

測量電機的三相定子實際電流，對所述三相定子實際電流作坐標變換得到空間矢量αβ電流分量；

檢測電機的三相定子實際電壓，對所述三相定子實際電壓作坐標變換得到空間矢量αβ電壓分量；

根據轉子磁鏈電壓模型的數學公式分別計算αβ軸上的轉子磁鏈分量，再根據所述轉子磁鏈分量計算轉子磁鏈實際幅值。

可選的，所述測量電機的三相定子實際電流，對所述三相定子實際電流作坐標變換得到空間矢量αβ電流分量，包括：

利用電流傳感器測量電機的三相定子實際電流；或者，采用ＤＣ總線單電阻電流采樣的方式來檢測三相定子實際電流；

利用Ｃｌａｒｋ變換矩陣對所述三相定子實際電流進行坐標變換，得到空間矢量αβ電流分量。

可選的，所述檢測電機的三相定子實際電壓，對所述三相定子實際電壓作坐標變換得到空間矢量αβ電壓分量，包括：

利用定子電壓的重構方法計算得到三相定子實際電壓；

利用Ｃｌａｒｋ變換矩陣對所述三相定子實際電壓進行坐標變換，得到空間矢量αβ電壓分量。

可選的，所述計算所述轉子磁鏈實際幅值與轉子磁鏈給定幅值之間的差值，對所述差值進行比例積分調節處理，得到電機的當前互感參數，包括：　

對所述轉子磁鏈實際幅值和轉子磁鏈給定幅值做減法處理得到差值；

利用比例積分調節器對所述差值做調節處理得到調解值；

計算所述調解值與電機辨識前互感值之間的和值，將所述和值作為電機當前的互感值。

第二方面，本發明提供了一種異步電機互感參數辨識裝置，所述裝置包括：

轉子磁鏈實際幅值計算單元，用于利用轉子磁鏈電壓模型計算電機的轉子磁鏈實際幅值；

互感參數計算單元，用于計算所述轉子磁鏈實際幅值與轉子磁鏈給定幅值之間的差值，對所述差值進行比例積分調節處理，得到電機當前的互感值。　

可選的，所述轉子磁鏈實際幅值計算單元，包括：

電流測量模塊，用于測量電機的三相定子實際電流，對所述三相定子實際電流作坐標變換得到空間矢量αβ電流分量；

電壓測量模塊，用于測量電機的三相定子實際電壓，對所述三相定子實際電壓作坐標變換得到空間矢量αβ電壓分量；