[發明專利]一種低速電動車用感應電機轉子電阻及定子電阻在線辨識方法

在審

• 申請號: 201810456690.X
• 申請日: 2018-05-14
• 公開（公告）號: CN108631677A
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發明（設計）人: 李軍偉;王德誠;柳曉東
• 申請（專利權）人: 山東理工大學
• 主分類號: H02P21/14
• 分類號: H02P21/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種低速電動車用感應電機轉子電阻及定子電阻在線辨識方法，其分別基于改進轉子磁鏈模型及改進定子磁鏈模型實現對轉子電阻及定子電阻的辨識，且通過轉子電阻及定子電阻的交互式更新提高兩者辨識精度。該發明在保留基于轉子磁鏈模型的優勢基礎上采用可變截至頻率的高通濾波器優化轉子磁鏈電壓模型，有效地避免純積分環節帶來的直流偏置及積分飽和問題。同時，基于改進定子磁鏈模型對定子電阻進行在線辨識，并將辨識的定子電阻反饋至轉子磁鏈電壓模型，避免定子電阻變化降低轉子電阻辨識精度的問題。本發明應用于轉子磁鏈定向矢量控制系統，使轉子磁鏈定向更加準確，確保車用感應電機控制系統的高效運行，提升整車的動力性及可靠性。

技術領域

本發明屬于電機控制領域，涉及一種電機參數辨識方法，特別是一種低速電動車用感應電機轉子電阻及定子電阻在線辨識方法。

背景技術

近年來，隨著環境污染及能源問題日益嚴峻，傳統燃油車因其熱效率低、污染大等弊端，已不能滿足新時代汽車的發展趨勢。許多國家已制定了燃油禁售時刻表，我國也正制定相關的計劃，國家對電動車的支持及相關政策的發布進一步指明了純電動汽車已成為我國汽車工業戰略發展方向之一。電動車按其車速分為高速車和低速車，例如特斯拉等高速車，具有高速高續駛里程的優點，但其價格相對昂貴，因此無法大規模普及。然而，低速電動車其價格低廉，動力性良好且能夠滿足城際間中短途需求，基于低速車的諸多優點受到大眾追捧，近幾年低速電動車市場一片繁榮。電動汽車的核心動力來源就是驅動電機，其性能對低速電動車的性能起決定性作用，交流感應電機具有價格低廉，可靠性高、免維護等特點，且矢量控制技術的發展使異步電機具有了與直流電機相媲美的調速性能，使其成為低速電動車用驅動電機的優良選擇。

車用感應電機通常采用轉子磁鏈定向的矢量控制，其實現了勵磁及轉矩的解耦控制使感應電機具有優異的轉矩響應特性，但其高性能控制是以準確的電機參數為前提的，其中最重要的是轉子電阻。離線辨識可確定準確的電機參數初始值，但電機在運行過程中其參數受環境的影響是不斷變化的，而轉子電阻受溫度變化的影響最為顯著。若控制過程中使用不準確的轉子電阻，就會造成磁鏈定向不準，使電機控制性能下降甚至導致控制系統崩潰。因此，為了有效避免因參數變化導致控制系統性能下降的問題，對轉子電阻進行在線辨識尤為必要。

目前針對轉子電阻的在線辨識，國內外學者提出了諸多辨識方法，其中主要包括：最小二乘法、卡爾曼濾波器法、模型參考自適應法(MRAS)、智能算法。其中，模型參考自適應法具有應用簡單且性能高的優勢得到廣泛應用。其中，基于轉子磁鏈模型的轉子電阻在線辨識方法最為簡單方便，但該方法中參考模型為純積分環節，較小的直流偏移誤差及初始值誤差都將導致積分飽和，使參考模型計算出的轉子磁鏈偏離真實值，進而無法實現對轉子電阻的有效辨識。同時，該方法易受定子電阻變化的影響。因此，在保留基于轉子磁鏈模型的轉子電阻在線辨識方法優勢的基礎上，克服其存在的劣勢提出一種更為有效的電機參數辨識方法值得研究。

發明內容

本發明的目的是解決因電機參數變化降低電動車用感應電機控制系統整體性能的問題，尋找一種簡單有效的電機參數辨識方案。因此，本發明在保留基于轉子磁鏈模型的轉子電阻在線辨識方法優勢的基礎上對該方法存在的問題進行改進，提供了一種低速電動車用感應電機轉子電阻及定子電阻在線辨識方法。通過將該方法辨識的轉子電阻反饋至轉子磁鏈角觀測器，使轉子磁鏈定向更為準確，保證感應電機控制系統整體性能的充分發揮。

本發明主要是采用以下技術方案實現：

一種低速電動車用感應電機轉子電阻及定子電阻在線辨識方法，包括基本的感應電機轉子磁鏈定向矢量控制，其步驟如下：