[发明专利]基于磁通估计的转子时间常数在线辨识系统及方法

权利要求书

1.一种基于磁通估计的转子时间常数在线辨识系统，其特征在于：包括采样单元、磁场角度计算单元、第一电流转换单元、第二电流转换单元、控制量计算单元以及时间常数计算单元，其中：所述采样单元，用于采样异步电机输出端的三相电压及三相电流；所述磁场角度计算单元，用于根据采样的三相电压及三相电流计算估计磁场角度；所述第一电流转换单元，用于使用所述估计磁场角度对采样的三相电流进行电流转换，获得实际励磁电流和实际转矩电流；所述第二电流转换单元，用于使用控制角度对采样的三相电流进行电流转换，获得控制励磁电流和控制转矩电流；所述控制量计算单元，用于根据实际励磁电流、实际转矩电流、控制励磁电流和控制转矩电流计算控制量；所述时间常数计算单元，用于对控制量进行积分计算获得时间常数增益系数，并使用所述时间常数增益系数计算并更新转子时间常数。 

2.根据权利要求1所述的基于磁通估计的转子时间常数在线辨识系统，其特征在于：所述磁场角度计算单元通过以下公式计算估计磁场角度d： 

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，

其中φ_rα、φ_rβ为转子磁通在α、β轴分量，U_sα、U_sβ为定子电压在α、β轴分量，i_sα、i_sβ为定子电流在α、β轴分量，Lr为转子电感，Ls为定子电感、Lm为互感、Rs为定子电阻，σLs为漏感。

3.根据权利要求1所述的基于磁通估计的转子时间常数在线辨识系统，其特征在于：所述第一电流转换单元通过以下公式计算实际励磁电流Id^和实际转矩电流Iq^：

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所述第二电流转换单元通过以下公式计算控制励磁电流Id和控制转矩电流Iq：

，

，

其中θ为间接磁通定向控制的同步角度。

4.根据权利要求1所述的基于磁通估计的转子时间常数在线辨识系统，其特征在于：所述控制量计算单元通过以下表达式计算控制量： Iq^×Id – Iq×Id^。

5.根据权利要求4所述的基于磁通估计的转子时间常数在线辨识系统，其特征在于：所述控制量计算单元包括第一判断子单元，用于判断实际转矩电流Iq^是否大于等于零；所述控制量计算单元在实际转矩电流Iq^大于等于零时将Iq^×Id – Iq×Id^作为控制量，否则将Iq×Id ^– Iq^×Id作为控制量。

6.一种基于磁通估计的转子时间常数在线辨识方法，其特征在于：包括以下步骤：

（a）采样异步电机输出端的三相电压及三相电流，并根据采样的三相电压及三相电流计算估计磁场角度；

（b）使用估计磁场角度对采样的三相电流进行电流转换，获得实际励磁电流和实际转矩电流；并使用控制角度对采样的三相电流进行电流转换，获得控制励磁电流和控制转矩电流；

（c）根据实际励磁电流、实际转矩电流、控制励磁电流和控制转矩电流计算控制量；

（d）对所述控制量进行积分计算获得时间常数增益系数，并使用所述时间常数增益系数计算并更新转子时间常数。 

7.根据权利要求6所述的基于磁通估计的转子时间常数在线辨识方法，其特征在于：所述步骤（a）中，所述估计磁场角度d通过以下公式计算获得：

，

，

，

其中φ_rα、φ_rβ为转子磁通在α、β轴分量，U_sα、U_sβ为定子电压在α、β轴分量，i_sα、i_sβ为定子电流在α、β轴分量，Lr为转子电感，Ls为定子电感、Lm为互感、Rs为定子电阻，σLs为漏感。

8.根据权利要求6所述的基于磁通估计的转子时间常数在线辨识方法，其特征在于：所述步骤（b）中实际励磁电流Id^和实际转矩电流Iq^通过以下公式计算获得：

，

，

所述控制励磁电流Id和控制转矩电流Iq通过以下公式计算获得：

，

，

其中θ为间接磁通定向控制的同步角度。

9.根据权利要求6所述的基于磁通估计的转子时间常数在线辨识方法，其特征在于：所述步骤（c）中通过以下表达式计算控制量： Iq^×Id – Iq×Id^。

10.根据权利要求6所述的基于磁通估计的转子时间常数在线辨识方法，其特征在于：所述步骤（c）中，包括：

（c1）判断实际转矩电流Iq^是否大于等于零，并在实际转矩电流Iq^大于等于零时执行步骤（c2），否则执行步骤（c3）；

（c2）将Iq^×Id – Iq×Id^作为控制量；

（c3）将Iq×Id ^– Iq^×Id作为控制量。