CN112491316B - 一种异步电机定子电阻辨识的修正方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及异步电机参数技术，具体涉及一种异步电机定子电阻辨识的修正方法，首先，通入两次直流，记录其发波比较值，直流母线电压值和输出电流；其次，记录两次直流过程中，脉冲波的上下沿延迟时间；再次，重构输出电压，计算其未修正前定子电阻；最后根据上下沿延迟时间，修正占空比，重构输出电压，计算出修正后的定子电阻。该方法利用实测脉冲的上下沿延迟时间来进行占空比的补偿，提高了***对异步电机定子电阻辨识的准确性。与传统辨识方法相比，提高了定子电阻辨识精度。

Description

一种异步电机定子电阻辨识的修正方法

技术领域

本发明属于异步电机参数技术领域，特别涉及一种异步电机定子电阻辨识的修正方法。

背景技术

矢量控制中，影响磁场定向的一个重要因素就是电机参数。如果电机某些参数不准(辨识误差大或参数实时变化)，将导致磁场定向不准，影响控制***的静态和动态特性。

异步电机采用直接矢量控制时，需要根据电机参数辨识转子磁链幅值、相位和转差频率；采用间接矢量控制时，需要利用参数计算转差频率。采用开环矢量控制时，还需要电机参数进行转速的辨识。其中转子电阻值决定着转子时间常数值的准确性，是***磁场定向的关键，而定子电阻辨识准确性是转子电阻辨识准确性的前提。

发明内容

针对背景技术存在的问题，本发明提供一种异步电机定子电阻辨识的修正方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种异步电机定子电阻辨识的修正方法，包括以下步骤：

步骤1、通入两次直流，记录其发波比较值，直流母线电压值和输出电流；

步骤2、记录两次直流过程中，脉冲波的上下沿延迟时间；

步骤3、重构输出电压，计算其未修正前定子电阻；

步骤4、根据上下沿延迟时间，修正占空比，重构输出电压，计算出修正后的定子电阻。

在上述的异步电机定子电阻辨识的修正方法中，步骤1的实现包括：

步骤1.1、通入直流50％额定电流，记录其PWM发波比较值Cmpr_50％_1，Cmpr_50％_2，Cmpr_50％_3，输出电流I₁；

步骤1.2、通入直流100％额定电流，记录其PWM发波比较值Cmpr_100％_1，Cmpr_100％_2，Cmpr_100％_3，输出电流I₂；

步骤1.3、记录试验时的直流母线电压值U_dc，发波载频为f，发波周期为T_s。

在上述的异步电机定子电阻辨识的修正方法中，步骤2的实现包括：

步骤2.1、50％额定电流时逆变桥A、B、C三相桥臂的上下沿延时时间分别为t_{50％_A_S},t_{50％_A_X},t_{50％_B_S},t_{50％_B_X},t_{50％_C_S},t_{50％_C_X}；

步骤2.2、100％额定电流时逆变桥A、B、C三相桥臂的上下沿延时时间分别为t_{100％_A_S},t_{100％_A_X},t_{100％_B_S},t_{100％_B_X},t_{100％_C_S},t_{100％_C_X}。

在上述的异步电机定子电阻辨识的修正方法中，步骤3的实现包括：

步骤3.1、根据发波比较值计算占空比，其中逆变桥上管导通占空比分别为：

D_{50％_1}＝(T_s-Cmpr_50％_1)/T_s，D_{50％_2}＝(T_s-Cmpr_50％_2)/T_s，D_{50％_3}＝(T_s-Cmpr_50％_3)/T_s，D_{100％_1}＝(T_s-Cmpr_100％_1)/T_s，D_{100％_2}＝(T_s-Cmpr_100％_2)/T_s，D_{100％_3}＝(T_s-Cmpr_100％_3)/T_s

其中D_{50％_1}，D_{50％_2}，D_{50％_3}分为通入50％额定电流时的逆变桥上管的导通占空比，D_{100％_1}，D_{100％_2}，D_{100％_3}分别为通入100％额定电流时的逆变桥上管的导通占空比；

步骤3.2、根据比较值重构电压，50％额定电流时的相电压U₁，100％额定电流时的相电压为U₂，其中：

可得到未修正前的定子电阻

在上述的异步电机定子电阻辨识的修正方法中，步骤4的实现包括：

步骤4.1、当考虑到输出电压脉冲上下沿延迟时间时，通入直流50％额定电流时上下沿延迟在整个脉冲周期的占空比为

通入直流100％额定电流时上下沿延迟在整个脉冲周期的占空比为

步骤4.2、则对应的修正后的50％额定电流时的相电压U₃，100％额定电流时的相电压为U₄；

可到修正后的定子电阻

本发明的有益效果是：本发明利用实测脉冲的上下沿延迟时间来进行占空比的补偿，提高了***对异步电机定子电阻辨识的准确性。与传统辨识方法相比，提高了定子电阻辨识精度。

附图说明

图1为本发明一个实施例异步电机定子电阻辨识的修正方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

本实施例根据变频器输出端实测电压脉冲的上下沿延迟时间对理论计算中的占空比进行补偿，与传统辨识方法相比，提高了定子电阻辨识精度。

如图1所示，本实施例是通过以下技术方案来实现的，一种异步电机定子电阻辨识的修正方法包括：

S1，通入两次直流，记录其发波比较值，直流母线电压值和输出电流。

S2，记录两次直流过程中，脉冲波的上下沿延迟时间。

S3，重构输出电压，计算出其未修正前定子电阻。

S4，根据上下沿延迟时间，修正占空比，重构输出电压，计算出修正后的定子电阻。

S5，验证所述修正方法的可行性。

具体实施时，首先，通入直流50％额定电流，记录其PWM发波比较值Cmpr_50％_1，Cmpr_50％_2，Cmpr_50％_3，输出电流I₁。通入直流100％额定电流，记录其PWM发波比较值Cmpr_100％_1，Cmpr_100％_2，Cmpr_100％_3，输出电流I₂。记录试验时的直流母线电压值U_dc，发波载频为f，发波周期为T_s。

其次，由于硬件原因，发波时的电压脉冲不是理想的阶跃型脉冲，而是有上下沿延迟的，50％额定电流时逆变桥A、B、C三相桥臂的上下沿延时时间分别为t_{50％_A_S},t_{50％_A_X},t_{50％_B_S},t_{50％_B_X},t_{50％_C_S},t_{50％_C_X}。100％额定电流时逆变桥A、B、C三相桥臂的上下沿延时时间分别为t_{100％_A_S},t_{100％_A_X},t_{100％_B_S},t_{100％_B_X},t_{100％_C_S},t_{100％_C_X}。

再次，根据发波比较值计算占空比，其中逆变桥上管导通占空比分别为：

D_{50％_1}＝(T_s-Cmpr_50％_1)/T_s，D_{50％_2}＝(T_s-Cmpr_50％_2)/T_s，D_{50％_3}＝(T_s-Cmpr_50％_3)/T_s，D_{100％_1}＝(T_s-Cmpr_100％_1)/T_s，D_{100％_2}＝(T_s-Cmpr_100％_2)/T_s，D_{100％_3}＝(T_s-Cmpr_100％_3)/T_s

其中D_{50％_1}，D_{50％_2}，D_{50％_3}分为通入50％额定电流时的逆变桥上管的导通占空比，D_{100％_1}，D_{100％_2}，D_{100％_3}分别为通入100％额定电流时的逆变桥上管的导通占空比。

根据比较值重构电压，50％额定电流时的相电压U₁,100％额定电流时的相电压为U₂，其中：

可到未修正前的定子电阻

接下来，由于硬件原因，输出电压脉冲不可能是阶跃型的，且在这种差值计算方法中，占空比的误差对数值计算结果影响很大。当考虑到输出电压脉冲上下沿延迟时间时，通入直流50％额定电流时上下沿延迟在整个脉冲周期的占空比为

通入直流100％额定电流时上下沿延迟在整个脉冲周期的占空比为

则对应的修正后的50％额定电流时的相电压U₃,100％额定电流时的相电压为U₄。

可到修正后的定子电阻

最后，用一台150A变频器带55KW的异步电机进行参数辨识对比测试，利用电桥测得定子电阻值为0.11043Ω。未修正前参数辨识定子电阻值为0.1444Ω，修正后0.120879Ω。具体数据如下表所示。

以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (1)

1.一种异步电机定子电阻辨识的修正方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤1、通入两次直流，记录其发波比较值，直流母线电压值和输出电流；

步骤2、记录两次直流过程中，脉冲波的上下沿延迟时间；

步骤3、重构输出电压，计算其未修正前定子电阻；

步骤4、根据上下沿延迟时间，修正占空比，重构输出电压，计算出修正后的定子电阻；

步骤1的实现包括：

步骤1.1、通入直流50％额定电流，记录其PWM发波比较值Cmpr_50％_1，Cmpr_50％_2，Cmpr_50％_3，输出电流I₁；

步骤1.2、通入直流100％额定电流，记录其PWM发波比较值Cmpr_100％_1，Cmpr_100％_2，Cmpr_100％_3，输出电流I₂；

步骤1.3、记录试验时的直流母线电压值U_dc，发波载频为f，发波周期为T_s；

步骤2的实现包括：

步骤2.1、50％额定电流时逆变桥A、B、C三相桥臂的上下沿延时时间分别为t_{50％_A_S},t_{50％_A_X},t_{50％_B_S},t_{50％_B_X},t_{50％_C_S},t_{50％_C_X}；

步骤2.2、100％额定电流时逆变桥A、B、C三相桥臂的上下沿延时时间分别为t_{100％_A_S},t_{100％_A_X},t_{100％_B_S},t_{100％_B_X},t_{100％_C_S},t_{100％_C_X}；

步骤3的实现包括：

步骤3.1、根据发波比较值计算占空比，其中逆变桥上管导通占空比分别为：

D_{50％_1}＝(T_s-Cmpr_50％_1)/T_s，D_{50％_2}＝(T_s-Cmpr_50％_2)/T_s，D_{50％_3}＝(T_s-Cmpr_50％_3)/T_s，D_{100％_1}＝(T_s-Cmpr_100％_1)/T_s，D_{100％_2}＝(T_s-Cmpr_100％_2)/T_s，D_{100％_3}＝(T_s-Cmpr_100％_3)/T_s

其中D_{50％_1}，D_{50％_2}，D_{50％_3}分为通入50％额定电流时的逆变桥上管的导通占空比，D_{100％_1}，D_{100％_2}，D_{100％_3}分别为通入100％额定电流时的逆变桥上管的导通占空比；

步骤3.2、根据比较值重构电压，50％额定电流时的相电压U₁，100％额定电流时的相电压为U₂，其中：

可得到未修正前的定子电阻

步骤4的实现包括：

步骤4.1、当考虑到输出电压脉冲上下沿延迟时间时，通入直流50％额定电流时上下沿延迟在整个脉冲周期的占空比为

通入直流100％额定电流时上下沿延迟在整个脉冲周期的占空比为

步骤4.2、则对应的修正后的50％额定电流时的相电压U₃，100％额定电流时的相电压为U₄；

可到修正后的定子电阻

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