[发明专利]一种异步电机互感参数辨识方法和装置

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互感参数辨识方法和装置。

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，互感参数容易受到电机应用环境的影响而发生变化，因此，在电机的实际应用中，对互感参数的准确辨识尤为重要。目前，最常被采用的异步电机互感辨识方法是转子空载试验，空载试验顾名思义需要将电机负载拆卸掉，此时电机转速基本上接近同步转速，转差率约为零，电机的等效回路为单回路电路，电机转子回路相当于开路，等到转速稳定之后，对采集到的电流与电压进行傅里叶变换可以辨识互感参数。由于这种方法需要空载，在计算过程中还需要提前得到漏感值。因此，这种辨识方法具有两方面的缺陷，第一方面是其难以在工业场合中广泛应用，计算过程比较复杂耗时耗力；第二方面是无法辨识电机工作过程中的互感值。

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互感参数辨识方法和装置，在电机正常运行下，根据转子磁链电压模型的磁链实际幅值与磁链给定幅值之间的差值信号来辨识电机的互感值，该方案的计算复杂度低且能够可实时测试互感参数，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互感参数辨识方法，所述方法包括：

利用转子磁链电压模型计算电机的转子磁链实际幅值；

计算所述转子磁链实际幅值与转子磁链给定幅值之间的差值，对所述差值进行比例积分调节处理，得到电机当前的互感值。

可选的，所述利用转子磁链电压模型计算电机的转子磁链实际幅值，包括：

测量电机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；

检测电机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的数学公式分别计算αβ轴上的转子磁链分量，再根据所述转子磁链分量计算转子磁链实际幅值。

可选的，所述测量电机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。

可选的，所述检测电机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。

可选的，所述计算所述转子磁链实际幅值与转子磁链给定幅值之间的差值，对所述差值进行比例积分调节处理，得到电机的当前互感参数，包括：　

对所述转子磁链实际幅值和转子磁链给定幅值做减法处理得到差值；

利用比例积分调节器对所述差值做调节处理得到调解值；

计算所述调解值与电机辨识前互感值之间的和值，将所述和值作为电机当前的互感值。

第二方面，本发明提供了一种异步电机互感参数辨识装置，所述装置包括：

转子磁链实际幅值计算单元，用于利用转子磁链电压模型计算电机的转子磁链实际幅值；

互感参数计算单元，用于计算所述转子磁链实际幅值与转子磁链给定幅值之间的差值，对所述差值进行比例积分调节处理，得到电机当前的互感值。　

可选的，所述转子磁链实际幅值计算单元，包括：

电流测量模块，用于测量电机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；

电压测量模块，用于测量电机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；