[發明專利]在線校正轉子時間常數的方法、異步電機驅動方法及裝置

在審

• 申請號: 201710820259.4
• 申請日: 2017-09-12
• 公開（公告）號: CN109495044A
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發明（設計）人: 梅文慶;劉勇;甘韋韋;胡亮;胡仙;賈巖;呂永燦;沈召源;付翔宇;羅源
• 申請（專利權）人: 中車株洲電力機車研究所有限公司
• 主分類號: H02P21/16
• 分類號: H02P21/16;H02P21/00
• 代理公司: 北京聿華聯合知識產權代理有限公司 11611
• 代理人: 朱繪;張文娟

本發明提供一種在線校正轉子的時間常數的方法，方法包括：基于轉子磁鏈的q軸分量建立參考模型和可調模型；將參考模型的自然輸出值與可調模型的輸出值進行差分并進行比例積分調節以得到轉子時間常數的校正系數增量，進而得到轉子時間常數的校正系數；通過校正系數來校正轉子時間常數的離線測量值以得到轉子時間常數的校正值。本發明采用轉子磁鏈q軸分量作為參考模型，模型輸出自然為零，不使用電機參數計算，魯棒性好。并且，本發明既可省去對電機定子端電壓的采樣部分，又保證了觀測的精度并且減小算法實現難度。另外，本發明能夠有效、準確地實現對異步電機轉子時間常數的在線校正，提高異步電機轉矩控制精度，從而改善異步電機控制系統性能。

技術領域

本發明涉及電機控制領域，具體說涉及一種在線校正轉子時間常數的方法、 異步電機驅動方法及裝置。

背景技術

異步電機以其運行可靠、性能優良、維護方便等優點被廣泛應用于各領域。 目前，異步電機常采用基于轉子磁場定向的矢量控制方法，矢量控制通過磁場定 向，實現異步電機勵磁電流分量和轉矩電流分量的獨立控制，從而使電機磁鏈和 轉矩解耦，獲得了可媲美直流電機調速系統的控制性能。

然而，異步電機在實際運行過程中電機本身會發熱，轉子電阻受電機溫升影 響，其阻值會發生變化，在這種情況下如不對異步電機轉子時間常數進行在線校 正，將會導致控制中轉差計算值和理論值存在偏差，從而使磁場定向同步角計算 值錯誤，導致磁場定向不準，影響異步電機的轉矩控制精度，嚴重時會導致控制 系統失穩。

目前，針對異步電機轉子時間常數在線校正主要分為基于信號注入或者頻譜 分析法、基于狀態觀測器的方法、基于模型參考自適應的方法以及智能控制等方 法。基于信號注入的方法會對系統造成一定不良影響。基于狀態觀測器的方法和 智能控制方法則存在計算量大、控制復雜、實用性較差的不足。而模型參考自適 應的方法雖然具有簡單、實用的特點，但目前參考模型計算都嚴重依賴電機本體 參數，魯棒性較差。

因此，目前急需一種在線校正轉子時間常數的方法、異步電機驅動方法及裝 置。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供了一種在線校正轉子的時間常數的方法，所述 方法包括：

基于轉子磁鏈的q軸分量建立參考模型和可調模型；

將所述參考模型的自然輸出值與所述可調模型的輸出值進行差分并進行比 例積分調節以得到轉子時間常數的校正系數增量，進而得到轉子時間常數的校正 系數；

通過所述校正系數來校正轉子時間常數的離線測量值以得到轉子時間常數 的校正值。

根據本發明的一個實施例，所述參考模型的自然輸出值為零，所述可調模型 的輸出值為轉子磁鏈觀測值。

根據本發明的一個實施例，所述可調模型為轉子磁鏈動態電壓模型，其中， 所述轉子磁鏈q軸分量的觀測值通過下式得到：

其中，為轉子磁鏈在αβ軸下的分量，u_sα，u_sβ為定子電壓在αβ軸下 的分量，R_s為定子電阻，L_r為轉子電感，L_s為定子電感，L_m為互感，σ為定轉子 漏感系數。

根據本發明的一個實施例，采用控制輸出電壓來作為所述轉子磁鏈動態電壓 模型的輸入，使得所述轉子磁鏈q軸分量的觀測值進一步通過下式得到：