[发明专利]基于自适应补偿的异步电机参数辨识方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于自适应补偿的异步电机参数辨识方法，属于异步电机静止参数辨识技术领域。

背景技术

随着矢量控制算法及直接转矩控制算法的发展，异步电机变频调速系统在工业界得到了更加广泛的应用。此类控制算法都依赖于电机的数学模型实现，其控制性能的好坏直接取决于电机参数的精度。由异步电机铭牌或产品手册中的数据推算出来的部分电机参数，通常会有较大的偏差。如果电机参数不准确将导致磁场定向不准确，系统能耗增加，电机出力减小，效率下降。

电机参数离线辨识方法的主要思想是：在变频器开机运行前，由微处理器执行一段参数辨识程序，利用变频器本身的能力向电机输入一些测试电压信号，然后根据采样电流信号离线计算出电机的参数。输入电机的测试电压信号幅值一般都非常小，因此，变频器中器件的非线性对电机参数的辨识结果影响非常大。为了提高参数的辨识精度，需要对变频器中器件的非线性进行补偿。文献“Parameters Estimation of Induction Motor at Standstill Concerning the Nonlinearity of the System(基于非线性补偿的感应电机静止参数辨识方法)”，VPPC2009，pp，Wei Chen，Dianguo Xu，Gaolin Wang，Yong Yu，C.C.Chan，公开了一种采用自适应的方法辨识电机定子电阻的方法，效果较好。中国专利《异步电机参数辨识方法》，公开号为CN1354557，公开日为20011128，公开了一种电机在旋转状态下的参数辨识方法，并针对这种参数辨识方法提出了一种非线性补偿方法，这种补偿方法根据所用功率模块的电气特性参数对其进行补偿。然而，这种补偿方法的通用性较差，其中的补偿系数需要根据所用IGBT的参数进行相应的调整，工作量较大。

发明内容

本发明的目的是解决现有电机参数辨识方法的通用性差的问题，提供一种基于自适应补偿的异步电机参数辨识方法。

本发明方法基于所述电机及与该电机输入端连接的逆变器实现，它包括以下步骤：

步骤一：对电机进行测试，获取逆变器的直流母线电压和每相PWM占空比，重构出电机每相的参考输入电压；

步骤二：根据步骤一中重构出的电机每相的参考输入电压进行计算，获得电机的每相定子电阻值的辨识值R_S；

步骤三：采用单相交流法测试电机，通过电流闭环PI调节器控制注入电机的电流的幅值和相位，获取此时逆变器的直流母线电压和每相PWM占空比，重构出电机每相的参考输入电压U_dc·(T_a-T_b)/2，式中U_dc为逆变器的直流母线电压，T_a为逆变器的A相PWM占空比，T_b为逆变器的B相PWM占空比，选择电流相位为零的时候开始，对重构出的电机每相的参考输入电压在一个电流周期内进行傅立叶变换，计算获得该电机每相的参考输入电压基波的实部和虚部；

步骤四：计算获得步骤三中重构出的电机每相的参考输入电压与电机每相的实际输入电压之间的误差电压，并通过傅立叶变换获得该误差电压基波的实部和虚部；

步骤五：根据步骤四中获得的误差电压基波的实部和虚部，计算获得电机每相的漏电感、转子电阻和互感。

本发明的优点是：本发明提供了一种通用性强的异步电机静止参数的辨识方法，它在参数的辨识过程中，能够进行非线性的自适应补偿，本方法使电机参数的辨识精度得到提高。

本发明根据传统的电机参数辨识原理，针对电压型交-直-交拓扑结构的逆变调速系统对电机的参数进行辨识。本发明方法无需电机旋转即可辨识出电机稳态等效电路中的全部参数。针对变频调速系统中器件的非线性的影响，如器件的导通压降，开关延迟时间和死区时间等，提出了一种自适应的补偿方法，辨识出的电机参数精度较高。

附图说明

图1为本发明所述电机及与该电机输入端连接的逆变器的结构示意图；

图2为本发明所述电机的非对称T型等效稳态电路图，图中U_s表示电机相电压；I_s表示电机相电流；U_e表示励磁绕组两端电压；

图3为逆变器的一个PWM周期内实际输出的电压波形图，图中，U_I表示IGBT的导通压降；U_D表示IGBT反并联二极管的导通压降；U_ab表示逆变器A相和B相之间输出的电压；D表示占空比；