[發明專利]基于三相交流電機等效電路的參數在線辨識方法

有效

• 申請號: 201610211820.4
• 申請日: 2016-04-05
• 公開（公告）號: CN105720877B
• 公開（公告）日: 2018-06-26
• 發明（設計）人: 王瑞;叢巍;田長安;陳廣泰
• 申請（專利權）人: 中車大連機車研究所有限公司
• 主分類號: H02P21/16
• 分類號: H02P21/16
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 李馨;李洪福

本發明公開了一種基于三相交流電機等效電路的參數在線辨識方法，具有如下步驟：采集正常運行的三相交流電機的定子電壓和定子電流，通過建立αβ坐標系，轉化成定子電壓矢量和定子電流矢量建立dq旋轉坐標系，將得到的定子電壓矢量定義在坐標系中的d軸；獲取所述三相交流電機的勵磁電流矢量L_μ、等效漏感L_σ和供電角頻率ω_e根據公式求得等效轉子電壓矢量的初始值和等效轉子磁鏈在所述的dq旋轉坐標系中，根據電壓矢量隨定子電阻R_s的變化，將沿與電流矢量平行的直線p1移動；所述的定子電流矢量分解成的電流矢量初始值將沿與定子電流矢量垂直的直線p2移動；通過公式，計算得出轉子等效電阻R_rref；通過公式，得到電機定子電阻R_s。

技術領域

本發明屬于三相交流電機控制領域，具體涉及一種基于三相交流電機等效電路的參數在線辨識方法，可應用于電力機車、內燃機車、電動汽車等領域。涉及專利分類號G01測量；測試G01R測量電變量；測量磁變量G01R27/00測量電阻、電抗、阻抗或其派生特性的裝置G01R27/02電阻、電抗、阻抗或其派生的其他兩端特性，例如時間常數的實值或復值測量。

背景技術

目前，轉子磁場定向矢量控制已成為交流電機控制領域中普遍采用的控制方案。該方案以交流電機數學模型為基礎，通過數學變換實現交流電機勵磁和轉矩的解耦控制，從而提高靜動態性能。然而，性能的提高是以準確獲取電機參數為前提的，電機穩態等效電路如圖1所示，其中尤其是轉子電阻Rrref會隨著電機溫度的變化而變化，控制過程中如果不對轉子電阻的變化進行一定的修正或者補償，控制動態性能和系統效率將大大降低。因此，控制過程中如果能對電機參數尤其是轉子電阻進行在線辨識，無疑將提高電機控制系統的整體性能。

電機轉子電阻在線辨識方法大致可以分為三類：一是通過向電機中注入特殊信號，通過檢測電壓或者電流響應來計算電機參數，這種方法對于正在實時穩定運行的電機來說會產生一定的擾動；二是基于電機方程，利用卡爾曼濾波器或者龍貝格濾波器來估計參數，該方法復雜計算量大；三是基于模型參考自適應的方法，通過建立具有相同物理含義但不同表達方式的數學模型，利用調節器對參數進行辨識，該方法簡單但需要增加額外的調節器，并且其余電機參數已知。

發明內容

本發明針對以上問題的提出，而研制的一種基于三相交流電機等效電路的參數在線辨識方法，具有如下步驟：

—采集正常運行的三相交流電機的定子電壓和定子電流，通過建立αβ坐標系，轉化成定子電壓矢量和定子電流矢量

—建立dq旋轉坐標系，將得到的定子電壓矢量定義在坐標系中的d軸；獲取所述三相交流電機的勵磁電流矢量I_μ、等效漏感L_σ、等效勵磁電感L_μ和同步角頻率ω_e根據公式：

求得等效轉子電壓矢量的初始值和等效轉子磁鏈

—在所述的dq旋轉坐標系中，根據電壓矢量的初始值隨定子電阻R_s的變化，將沿與定子電流矢量平行的直線p1移動；所述的定子電流矢量分解成的電流矢量初始值將沿與定子電流矢量垂直的直線p2移動；同時，建立以所述的定子電流矢量模為直徑，以其中點S為圓心的圓c2；求得所述直線p2和圓c2的交點，根據矢量關系，求得電流矢量

—通過公式，

計算得出轉子等效電阻R_rref，其中，

Ψ_r表示等效轉子磁鏈的模，ω_r表示電機轉速；

—通過公式，