[發明專利]感應電機轉子電阻估計方法及系統

有效

• 申請號: 201611112429.5
• 申請日: 2016-12-06
• 公開（公告）號: CN106953569B
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發明（設計）人: 王凱
• 申請（專利權）人: 蔚來汽車有限公司
• 主分類號: H02P21/14
• 分類號: H02P21/14
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 王星;姜甜

本發明涉及一種感應電機轉子電阻估計方法，包括：基于模型參考自適應系統為感應電機分別建立磁通量電流模型以及磁通量電壓模型；在多個不同時刻分別測定定子溫度；基于使磁通量電流模型、磁通量電壓模型的輸出之間的相位差為0，確定與多個不同時刻一一對應的轉子電阻的估算值；基于轉子電阻的估算值與定子溫度之間的對應關系，計算轉子溫度與定子溫度的溫度比例；基于溫度比例、當前定子溫度、定子參考溫度、轉子參考電阻以及轉子的材質來在線計算轉子電阻。該方法不僅將電機運行的各種主要參數考慮在內，而且能夠在電機低速區估算轉子電阻，從而實現對轉子電阻的更為精確的估計，且適用范圍廣、實施簡單、執行效率高。

技術領域

本發明涉及感應電機技術領域，更具體地說，涉及一種感應電機轉子電阻估計技術。

背景技術

在感應電機的磁通量控制中，轉子電阻對最終的定向角度具有很大的影響。如果估算的磁通量角度與實際值失配或相差較大，感應電機就無法在轉矩控制模式下產生所期望的轉矩，并且在速度控制模式下工作時還需要更高的電流。

現有技術中存在一些轉子電阻確定或估計方法。

較傳統的方法是在鎖定轉子的情況下、采用50Hz的注入頻率來確定轉子電阻。這顯然不準確，因為集膚效應，轉子電阻會在不同的注入頻率下改變；而實際中，轉子銅條的工作頻率往往小于額定滑動頻率，通常為不超過10Hz。即使將注入頻率設置到例如5Hz，也并不適用，因為過低頻率會導致過熱以致損傷電機，此外，過低頻率也將導致定子主電感無法被忽略，從而失去鎖定轉子辨識參數的意義。

更常用的轉子電阻估計方式是依賴于矢量控制系統理論，當電機工作于高速區時，這一方法能夠相對更準確地估計轉子電阻。然而，當工作于低轉速、高轉矩區時，轉子電阻無法被準確估計。

因此，本領域技術人員期望獲得一種能夠克服上述缺陷的感應電機轉子電阻估計方法。

發明內容

本發明的一個目的在于提供一種簡單可靠的感應電機轉子電阻估計方法，其既適用于高速區也適用于低速區。

為實現上述目的，本發明提供一種技術方案如下：

一種感應電機轉子電阻估計方法，包括如下步驟：a)、基于模型參考自適應系統為感應電機分別建立磁通量電流模型以及磁通量電壓模型；b)、在多個不同時刻分別測定定子溫度；c)、基于使磁通量電流模型、磁通量電壓模型的輸出之間的相位差為0，確定與多個不同時刻一一對應的轉子電阻的估算值；d)、基于轉子電阻的估算值與定子溫度之間的對應關系，計算轉子溫度與定子溫度的溫度比例；以及e)、基于溫度比例、當前定子溫度、定子參考溫度、轉子參考電阻以及轉子的材質來在線計算轉子電阻。

優選地，在步驟c)中，采用PI控制器對磁通量電流模型、磁通量電壓模型的輸出之間的相位差進行調節，使得相位差為0，以獲得轉子電阻的估算值。

優選地，步驟d)具體包括：繪制轉子電阻對轉子參考電阻的比例與定子溫度之間的關系曲線；針對斜率進行統計運算；將統計運算的結果確定為溫度比例。

優選地，步驟a)、b)、c)、以及步驟d)為在實驗室環境中進行。

本發明還提供一種感應電機轉子電阻估計系統，包括：磁通量計算模型單元，其基于模型參考自適應系統為感應電機分別建立磁通量電流模型以及磁通量電壓模型；溫度測定單元，其在多個不同時刻分別測定定子溫度；以及中央處理單元，其與磁通量計算模型單元、溫度測定單元分別耦合，并至少執行下列操作：基于使磁通量電流模型、磁通量電壓模型的輸出之間的相位差為0，確定與多個不同時刻一一對應的轉子電阻的估算值；基于轉子電阻的估算值與定子溫度之間的對應關系，計算轉子溫度與定子溫度的溫度比例；以及基于溫度比例、當前定子溫度、定子參考溫度、轉子參考電阻以及轉子的材質來在線計算轉子電阻。