[发明专利]一种异步电机转子电阻辨识方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及电力领域，特别是涉及一种异步电机转子电阻辨识方法和装置。

背景技术

交流电机特别是异步电机由于具有结构简单、制造方便、价格低廉、运行可靠、可用于较恶劣的环境等优点，已经广泛应用于各类生产机械和生活机械中。随着异步电机的广泛应用，其控制方法也在不断发展，目前最常用的控制方法是基于转子磁链定向的矢量控制方法，它通过坐标变化将给定子电流信号进行解耦，得到励磁电流和转矩电流，并对这两个信号分别加以控制，使异步电机获得媲美于直流调速系统的性能。矢量控制方法的关键在于对磁场进行正确的定位，而正确定位必须依赖于电机的物理参数来完成解耦控制，因此，准确地辨识电机参数是矢量控制发挥其优势的先决条件。

电机参数包含定子电阻、转子电阻、定子漏感、转子漏感、互感等，其中，转子电阻阻值会随着电机温度变化而变化，严重时转子电阻阻值在电机的温度变化剧烈时阻值变化率达到50％，会严重影响控制性能。通常在电机出厂之前，根据异步电机等效电路的方法测得转子电阻。但是，由于制造工艺差别，同一批的电机的转子电阻阻值也会存在一定差别。另外，在电机的实际运行中，传统的方法不能实时辨识转子电阻阻值。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种异步电机转子电阻辨识方法和装置，在电机正常运行下，在输入信号上叠加至少一个低频信号作为激励信号，再根据转子磁链电压模型和转子磁链电流模型计算的转子磁链的大小来辨识转子电阻的实际值。该方案的计算复杂度低且能够可实时测试转子电阻，满足电机的实际应用需求。

本发明提供以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种异步电机转子电阻辨识方法，所述方法包括：

在给定励磁电流信号的基础上叠加至少一个低频交流信号，将叠加后的信号作为激励信号；

在所述激励信号的作用下，监测转子磁链电压模型中的磁链信号和转子磁链电流模型中的磁链信号；

对所述转子磁链电压模型中的磁链信号作谐波提取处理得到转子磁链基准值，并对所述转子磁链电流模型中的磁链信号作谐波提取处理得到转子磁链估计值；

计算所述转子磁链基准值与所述转子磁链估计值之间的差值，对所述差值进行比例积分调节处理得到电机转子当前的电阻值。

优选的，所述在所述激励信号的作用下，监测转子磁链电压模型中的磁链信号和转子磁链电流模型中的磁链信号，包括：

测量电机在所述激励信号的作用下的三相定子实际电流，对所述三相定子实际电流作坐标变换得到空间矢量αβ电流分量；

测量电机在所述激励信号的作用下的三相定子实际电压，对所述三相定子实际电压作坐标变换得到空间矢量αβ电压分量；

根据转子磁链电压模型和转子磁链电流模型的数学公式分别计算αβ轴上的磁链信号。

优选的，所述测量电机在所述激励信号的作用下的三相定子实际电流，对所述三相定子实际电流作坐标变换得到空间矢量αβ电流分量，包括：

利用电流传感器测量电机在所述激励信号的作用下的三相定子实际电流，或者，采用DC总线单电阻电流采样的方式来检测电机在所述激励信号的作用下的三相定子实际电流；

利用Clark变换矩阵对所述三相定子实际电流进行坐标变换，得到空间矢量αβ电流分量。

优选的，所述测量电机在所述激励信号的作用下的三相定子实际电压，对所述三相定子实际电压作坐标变换得到空间矢量αβ电压分量，包括：

利用定子电压的重构方法计算得到三相定子实际电压；

利用Clark变换矩阵对所述三相定子实际电压进行坐标变换，得到空间矢量αβ电压分量。

优选的，所述计算所述转子磁链基准值与所述转子磁链估计值之间的差值，对所述差值进行比例积分调节处理得到电机转子当前的电阻值，包括：

计算所述转子磁链基准值与所述转子磁链估计值之间的差值；

利用比例积分调节器对所述差值作调节处理得到调解值；

计算所述调解值与电机转子辨识前电阻值之间的和值，将所述和值作为电机转子当前的电阻值。

优选的，在给定励磁电流信号的基础上叠加两个低频交流信号，将叠加后的信号作为激励信号，所述两个低频交流信号的频率分别是1赫兹和5赫兹；

则所述对所述转子磁链电压模型中的磁链信号作谐波提取处理得到转子磁链基准值，以及对所述转子磁链电流模型中的磁链信号作谐波提取处理得到转子磁链估计值，包括：