ES2941910T3 - Método para estimar parámetros de máquinas de inducción - Google Patents
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Abstract
La presente descripción se refiere a un método para estimar parámetros de una máquina de inducción y, más específicamente, a un método para estimar parámetros de una máquina de inducción que puede estimar parámetros de la máquina de inducción con mayor precisión incluso cuando está estacionaria utilizando ecuaciones de voltaje de la máquina de inducción. máquinas y técnicas de procesamiento de señales, sin hardware adicional. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Método para estimar parámetros de máquinas de inducción
Antecedentes
1. Campo técnico
La presente descripción se refiere a un método para estimar parámetros de una máquina de inducción y, más específicamente, a un método para estimar parámetros de una máquina de inducción que puede estimar parámetros de la máquina de inducción con más precisión incluso cuando está estacionaria utilizando ecuaciones de tensión de la máquina de inducción y técnicas de procesamiento de señal, sin hardware adicional.
2. Descripción de la técnica relacionada
Una máquina de inducción se usa ampliamente en una variedad de aplicaciones incluyendo ventiladores, bombas, grúas, elevadores, lavadoras industriales, servomotores, etc.
Hay muchos métodos para accionar una máquina de inducción, tales como control de flujo de entrehierro constante (V/f), control orientado al campo (FOC), control de par directo (DTC), etc. Con el fin de mejorar el rendimiento de accionamiento de una máquina de inducción usando tales métodos, es esencial obtener parámetros de la máquina de inducción.
Los métodos para estimar parámetros de una máquina de inducción se pueden dividir ampliamente en forma de estimación rotacional que estima parámetros mientras que una máquina de inducción está girando, y en forma de estimación estacionaria que estima parámetros mientras que una máquina de inducción está estacionaria.
La forma de estimación rotacional no se puede usar a menudo dependiendo de las aplicaciones, las condiciones de instalación de un inversor o la manera de accionamiento de una máquina de inducción, la forma de estimación estacionaria se requiere cada vez más.
El documento EP 2270523 A1 describe un método y una disposición para identificar parámetros de una máquina de inducción cuando está en estado de parada y está conectada a las fases de salida de un inversor de fuente de tensión. Además, describe la estimación de la inductancia principal de la máquina de inducción como un cociente entre el flujo del rotor estimado y una referencia de corriente DC usada en una primera magnetización de DC.
Las realizaciones ejemplares de la presente descripción se relacionan con un método para estimar parámetros de una máquina de inducción cuando está estacionaria. Más específicamente, una máquina de inducción y técnicas de procesamiento de señal.
Ertan Murat ET AL: “A Novel Automated Stator Transient Inductance Measurement Algorithm For Induction Motor Drives” describe que los algoritmos de control de motores de AC de alto rendimiento dinámico sufren la necesidad de identificación de parámetros del motor. Con la misma precisión con que se miden (estiman) los parámetros del motor, se evalúa el rendimiento del algoritmo de control. Se trata de la identificación de la inductancia transitoria del estátor en parada durante la etapa de puesta en marcha automática (sintonización automática) de motores de inducción alimentados por inversor.
Compendio
Es un aspecto de la presente descripción proporcionar un método para estimar parámetros de una máquina de inducción que puede estimar los parámetros de la máquina de inducción con más precisión, incluso cuando está estacionaria, utilizando las ecuaciones de tensión de la máquina de inducción y las técnicas de procesamiento de señal, sin hardware adicional.
Los objetos de la presente descripción no se limitan a los objetos descritos anteriormente y otros objetos y ventajas se pueden apreciar por los expertos en la técnica a partir de las siguientes descripciones. La presente invención se define en la reivindicación independiente 1 con características opcionales en la reivindicación 2.
Por consiguiente, el método no requiere un codificador, un solucionador o sensores tales como un sensor de Hall para ubicar el rotor de la máquina de inducción. Por lo tanto, el método se puede aplicar a una variedad de métodos de operación incluyendo control de flujo de entrehierro constante, control vectorial y control sin sensor.
Breve descripción de los dibujos
La FIG. 1 es un diagrama para ilustrar conceptualmente un método para estimar parámetros de una máquina de inducción cuando es rotativa en la técnica relacionada;
La FIG. 2 es un diagrama para ilustrar conceptualmente un método para estimar parámetros de una máquina de inducción según una realización ejemplar de la presente descripción;
Las FIGS. 3 y 4 son diagramas para ilustrar la configuración del controlador de corriente del eje d y la configuración del controlador de corriente del eje q mostrados en la FIG. 2, respectivamente; y
La FIG. 5 es un diagrama de flujo para ilustrar un método para estimar parámetros de una máquina de inducción según una realización ejemplar de la presente descripción.
Descripción detallada
Los objetos, características y ventajas anteriores llegarán a ser evidentes a partir de la descripción detallada con referencia a los dibujos que se acompañan. Las realizaciones se describen con suficiente detalle para permitir que los expertos en la técnica pongan en práctica fácilmente la idea técnica de la presente descripción. Las descripciones detalladas de funciones o configuraciones bien conocidas se pueden omitir para no oscurecer innecesariamente la esencia de la presente descripción.
De aquí en adelante, se describirán en detalle realizaciones de la presente descripción con referencia a los dibujos que se acompañan. A lo largo de los dibujos, números de referencia similares se refieren a elementos similares. La FIG. 1 ilustra conceptualmente un método para estimar parámetros de una máquina de inducción cuando es rotativa en la técnica relacionada. Específicamente, la FIG. 1 muestra un método para estimar parámetros de una máquina de inducción mientras que está girando usando una tensión de estátor y una corriente de estátor.
En primer lugar, se describirá brevemente la funcionalidad de cada uno de los elementos mostrados en la FIG. 1. Un generador de instrucciones de velocidad 110 determina la velocidad de operación de una máquina de inducción para hacer que la máquina de inducción se opere a una velocidad constante.
Un generador de instrucciones de tensión 120 genera una referencia de tensión trifásica a partir de la salida del generador de instrucciones de velocidad 110.
Un medidor de corriente de fase 140 mide una corriente de fase entre un inversor 130 y una máquina de inducción IM. Se puede omitir uno de los medidores 142, 144 y 146 para cada una de las corrientes trifásicas respectivas. El convertidor de tensión 150 convierte la tensión trifásica del generador de instrucciones de tensión 120 en tensiones en el eje d y el eje q del marco de referencia estacionario.
Un primer convertidor de corriente 160 convierte la corriente trifásica del medidor de corriente de fase 140 en corrientes en el eje d y el eje q del marco de referencia estacionario.
Un segundo convertidor de corriente 170 convierte las salidas del primer convertidor de corriente 160 y un observador de flujo de bucle abierto 180 en corrientes en el eje d y el eje q de un marco de referencia síncrono. El observador de flujo de bucle abierto 180 calcula un ángulo de flujo del rotor a partir de las salidas del convertidor de tensión 150 y el primer convertidor de corriente 160.
Un estimador de parámetros 190 estima una constante de tiempo del rotor Tr y una inductancia mutua Lm de la máquina de inducción a partir de las salidas del convertidor de tensión 150, el primer convertidor de corriente 160 y el segundo convertidor de corriente 170.
De aquí en adelante, el método para estimar parámetros de una máquina de inducción cuando es rotativa. El método mostrado en la FIG. 1 se lleva a cabo con la suposición de que se conocen la resistencia del estátor Rs y la inductancia transitoria aLs.
Es decir, las ecuaciones de tensión del estátor y del rotor de una máquina de inducción en un marco de referencia síncrono que gira a una velocidad angular llevada a cabo en el observador de flujo en bucle abierto 180 se pueden expresar en las Ecuaciones a continuación:
[Ecuación 1]
[Ecuación 2]
[Ecuación 3]
donde Rs denota la resistencia del estátor y w denota la velocidad del rotor.
Las ecuaciones de flujo magnético del estátor y del rotor se pueden expresar de la siguiente manera:
[Ecuación 5]
V ■Cú
í o / i — - E J i ■ O)
L ml dr
[Ecuación 6]
a>
/ 2 l 0 q)s — ^ i s l i qs ”r i ^ fffr' iqr
[Ecuación 7]
0® _ / i co \ T i co
/Ldr ~ L « 2 é "r ^ r ' í / r
[Ecuación 8]
donde Ls denota la autoinductancia del estátor. Además, Lr denota la autoinductancia del rotor, y Lm denota la inductancia mutua.
En las Ecuaciones 1 y 2, el flujo d-q del estátor en el marco de referencia del estátor se puede expresar de la siguiente manera:
[Ecuación 9]
[Ecuación 10]
El observador de flujo en bucle abierto expresado en las Ecuaciones 9 y 10 integra meramente la tensión y la corriente sin componente de realimentación y, de este modo, puede haber divergencia debido al desplazamiento de medición o similar.
Para evitar tal problema, se puede usar un filtro de paso bajo (LPF) en lugar de la mera integración. Dado que se conoce la frecuencia de corte del LPF, la variación en la fase y magnitud que ocurre en el LPF se puede compensar adecuadamente.
Por lo tanto, el flujo del rotor en el marco de referencia estacionario se puede derivar de la siguiente manera:
[Ecuación 11]
[Ecuación 12]
Además, el ángulo de flujo del rotor (0e se puede exponer de la siguiente manera a partir del flujo del rotor:
[Ecuación 13]
El estimador de parámetros 190 mostrado en la FIG. 1 es para calcular una constante de tiempo del rotor Tr y una inductancia de magnetización Lm. Se puede implementar un algoritmo aplicado al estimador de parámetros 190 usando las Ecuaciones de la siguiente manera:
La máquina de inducción se acelera hasta su velocidad nominal de modo que se pueda estimar con precisión el ángulo de flujo del rotor por el observador de flujo de bucle abierto. Si el ángulo de flujo del rotor es correcto, el flujo del rotor existe en el eje d y, de este modo, % es 0 en principio. Por consiguiente, se establece la siguiente relación según la Ecuación 8:
[Ecuación 14]
La frecuencia de deslizamiento de la máquina de inducción se puede expresar como en la Ecuación 15 a continuación:
[Ecuación 15]
A ' V A A- k / jC
Cú e Cú r — ---- i-e-- = -- i-e---- t qs
A
’dr A'dr
Una vez que la operación de la máquina de inducción alcanza el estado estacionario, se puede determinar que el flujo del rotor en el eje d ( X dr) es constante. Por consiguiente, la Ecuación 15 se puede expresar de la siguiente manera:
[Ecuación 16]
Como se expresa en la Ecuación 16, la constante de tiempo del rotor se puede calcular mediante la frecuencia de deslizamiento y la corriente d-q del marco de referencia síncrono. No obstante, en el cálculo real, la constante de tiempo del rotor no se puede calcular con precisión porque es sensible al ruido de medición en la corriente y aparece la pulsación de la frecuencia de deslizamiento.
Con el fin de excluir tal influencia, se puede usar una técnica de integración. Es decir, integrando la Ecuación 16, la constante de tiempo del rotor se puede obtener de la siguiente manera:
[Ecuación 17]
donde [t1, t2] denota un intervalo de integración. Las distancias de movimiento del ángulo de flujo y el ángulo del rotor durante el intervalo de integración se usan al calcular la constante de tiempo del rotor. Cuanto más largo es el intervalo de integración, menos afecta el ruido de medición, de manera que la estimación pueda llegar a ser más precisa.
Se desea estimar la inductancia magnetizante cuando el flujo del rotor es igual al valor del flujo nominal. Por consiguiente, la inductancia magnética se estima cuando la velocidad de operación de la máquina de inducción es igual a la velocidad nominal.
La magnitud del flujo del rotor se puede obtener a partir de las Ecuaciones 11 y 12. Con la suposición de que la autoinductancia del rotor es sustancialmente igual a la inductancia magnetizante, la inductancia magnetizante se puede calcular de la siguiente manera:
[Ecuación 18]
Con el fin de reducir la influencia del ruido de medición de corriente, se puede usar un LPF. Dado que los valores del marco de referencia sincronizado son valores de DC (corriente continua), es posible eliminar el ruido solamente sin retardo de tiempo.
Por consiguiente, con el fin de estimar la constante de tiempo del rotor ( r r ) y la inductancia magnetizante (Lm), el estimador de parámetros 190 se puede implementar usando las Ecuaciones 17 y 18.
Se hace referencia al método para estimar parámetros de una máquina de inducción descrito anteriormente a partir de “Un método simple de estimación de parámetros de motor de inducción para control vectorial” de Wook-Jin Lee, Young-Doo Yoon, Seung-Ki Sul, Yoon-Young Choi y Young-Seok Shim, en Conf. rec. en EPE2007, 2007.
No obstante, el método en la técnica relacionada tiene problemas tales como que puede estimar parámetros solamente cuando la máquina de inducción está operando cerca de la velocidad nominal.
En la práctica, una máquina de inducción para accionar un inversor puede no ser capaz de girar debido a la configuración del sistema, etc. En tal caso, el método existente no se puede aplicar y, de este modo, se requiere un método novedoso que pueda estimar los parámetros de una máquina de inducción cuando está estacionaria.
La FIG. 2 es un diagrama para ilustrar conceptualmente un método para estimar parámetros de una máquina de inducción según una realización ejemplar de la presente descripción.
En primer lugar, se describirá brevemente la funcionalidad de cada uno de los elementos mostrados en la FIG. 2. Un generador de referencia de corriente 210 genera las referencias de corriente del eje d y del eje q en el marco de referencia estacionario. La referencia de corriente del eje q emite 0 (cero) para evitar que la máquina de inducción IM genere un par para girar. La referencia de corriente del eje d tiene un valor constante.
Un controlador de corriente 220 controla una corriente de salida del generador de referencia de corriente 210. Se puede usar un controlador de corriente proporcional e integral (PI) típico como el controlador de corriente 220. La estructura del controlador de corriente del eje d del controlador de corriente 220 se muestra en la FIG. 3, y la estructura del controlador de corriente del eje d del controlador de corriente 220 se muestra en la FIG. 4.
Un convertidor de referencia de tensión 230 convierte una salida del controlador de corriente 220 en una referencia de tensión trifásica.
El convertidor de corriente 260 convierte una corriente de fase de la máquina de inducción medida por el medidor de corriente de fase 250 en corrientes en el marco de referencia estacionario, que son corrientes de realimentación introducidas al controlador de corriente 220.
Además, también se muestran en la FIG. 2 un inversor de fuente de tensión 240 y un estimador de parámetros 270. De aquí en adelante, se describirá en detalle el método para estimar parámetros de una máquina de inducción por los elementos. La configuración del controlador de corriente del eje d y la configuración del controlador de corriente del eje q del controlador de corriente 220 se describirán brevemente con referencia a las FIGS. 3 y 4.
Un elemento 310 mostrado en la FIG. 3 obtiene un error entre la referencia de corriente del eje d del generador de referencia de corriente 210 y la corriente del eje d de realimentación al convertidor de corriente 260.
Un elemento 320 multiplica el error calculado por el elemento 310 por una ganancia proporcional. Un elemento 330 realiza la integración.
Un elemento 340 realiza la suma de las salidas de los elementos 320 y 330.
Un elemento 350 realiza la suma de los términos predictivos.
Un elemento 410 mostrado en la FIG. 4 obtiene un error entre la referencia de corriente del eje q del generador de referencia de corriente 210 y la corriente del eje q de realimentación al convertidor de corriente 260.
Un elemento 420 multiplica el error calculado por el elemento 410 por una ganancia proporcional. Un elemento 430 realiza la integración.
Un elemento 440 realiza la suma de las salidas de los elementos 420 y 430.
Un elemento 450 realiza la suma de los términos predictivos.
De aquí en adelante, se describirán en detalle procedimientos de estimación de parámetros de una máquina de inducción cuando está estacionaria usando los elementos descritos anteriormente. Específicamente, se describirá un algoritmo para implementar el estimador de parámetros 270 aplicado al método para estimar parámetros de la máquina de inducción según la realización ejemplar de la presente descripción usando las Ecuaciones a continuación.
Haciendo referencia a un modelo eléctrico de una máquina de inducción cuando está estacionaria, se pueden expresar las siguientes Ecuaciones de tensión y flujo.
Se ha de señalar que se tiene que aplicar corriente solamente en una dirección del marco de referencia estacionario con el fin de evitar que la máquina de inducción gire. En este ejemplo, la corriente se aplica al eje d, las Ecuaciones están asociadas con el eje d. Se ha de entender que el material de corriente se aplica a otras direcciones en el marco de referencia estacionario.
[Ecuación 19]
s
v sds = F U L + s á ’d : s
[Ecuación 20]
[Ecuación 21]
2S ds — ~ <
/
-s ' ¡d s s
i /
¡s
“ r
*-ml ór
[Ecuación 22]
} s _ / ¡ S , / ¡ S
^ dr l~ml ds
'
dr
Combinando la Ecuación 21 con la Ecuación 22, el flujo del estátor se puede expresar de la siguiente manera:
[Ecuación 23]
Además, combinando la Ecuación 20 con la Ecuación 22, el flujo del rotor se puede expresar como la corriente del estátor de la siguiente manera:
[Ecuación 24]
Posteriormente, sustituyendo la Ecuación 23 en la Ecuación 19, la tensión del estátor se puede expresar de la siguiente manera:
[Ecuación 25]
vsds= f í sí sds soLsi sds s -y2- Xsdr
*-r
Además, sustituyendo la Ecuación 24 en la Ecuación 25, la tensión del estátor se puede expresar de la siguiente manera:
[Ecuación 26]
La Ecuación 26 se expresa solamente con la tensión y la corriente del eje d del estátor en el marco de referencia estacionario y, de este modo, es apropiada para estimar los parámetros de la máquina de inducción cuando está estacionaria. Aplicando corriente DC a la Ecuación 26, la Ecuación 26 se puede expresar simplemente de la siguiente manera:
[Ecuación 27]
Por consiguiente, la resistencia del estátor se puede calcular como la Ecuación 28 a continuación:
[Ecuación 28]
En la práctica, hay otros factores tales como la no linealidad de un inversor, las resistencias de conducción de un conmutador semiconductor y un diodo. Por consiguiente, la precisión del método expresado en la Ecuación 28 se puede aumentar midiendo varias corrientes para calcular la pendiente y calculando la resistencia del estátor usando la pendiente. Esto se puede expresar mediante la Ecuación 29 a continuación:
[Ecuación 29]
donde los números 1 y 2 denotan diferentes puntos de medición.
Aplicando la tensión del estátor( V j ) en forma de pulsos cortos a la Ecuación 26, la Ecuación 26 se puede expresar simplemente de la siguiente manera:
[Ecuación 30]
Si el valor de Vds es lo suficientemente grande, se puede ignorar la componente de caída de tensión a través del resistor. Por consiguiente, la inductancia transitoria del estátor se puede estimar de la siguiente manera:
[Ecuación 31]
donde AT denota el período de tiempo de aplicación de pulsos, A '^ denota la pendiente de la corriente según la tensión aplicada.
Las formas de estimar la resistencia del estátor y la inductancia transitoria usando las Ecuaciones 28 y 31 son las mismas que en la técnica relacionada. Por consiguiente, se puede ver que la Ecuación 26 es válida desde corriente DC hasta alta frecuencia.
La constante de tiempo del rotor y la inductancia magnetizante se pueden estimar usando la Ecuación 26.
L
Es decir, definiendo ~ y R como R r tenemos:
L
[Ecuación 32]
Moviendo el primer y segundo términos del lado derecho de la Ecuación 32 hacia el lado izquierdo, tenemos:
[Ecuación 33]
El término Vds en el lado izquierdo se puede conocer a partir del valor de salida del controlador de corriente. Los términos RJSs + s^Lsi sds de la Ecuación 32 se pueden calcular usando el valor de corriente, la resistencia del estátor y el valor de la inductancia transitoria. De esta manera, se calculan todos los términos en el lado izquierdo. Definámoslo como X.
También se puede calcular el valor de si d¡¡. Definámoslo como Y. Entonces, la Ecuación 33 se puede expresar simplemente de la siguiente manera:
[Ecuación 34]
La Ecuación 34 se expresa con señales X e Y cuyos valores se conocen, Tr y R r .
Por consiguiente, Tr y R r se pueden calcular usando las señales X e Y.
No obstante, si el cálculo se lleva a cabo usando las señales X e Y en cada caso, es difícil estimar con precisión los parámetros debido al ruido de medición y al ruido en la tensión de salida del controlador de corriente.
Para superar tal problema, se utiliza la técnica de integración para permitir una estimación que es robusta al ruido y tiene alta repetitividad.
Desplegando la Ecuación 34, tenemos:
[Ecuación 35]
Sustituyendo los coeficientes para simplificar la ecuación, tenemos:
[Ecuación 36]
Multiplicando la Ecuación 36 por Y e integrándola, tenemos:
[Ecuación 37]
Multiplicando la Ecuación 36 por Ydzt e integrándola, tenemos:
To
[Ecuación 38]
Estableciendo el intervalo de integración [T0, Tf] de modo que Ydzt llegue a ser 0, las Ecuaciones 37 y 38 se To
pueden simplificar de la siguiente manera:
[Ecuación 39]
J f ,; 1 Y ■ Ydt = k r , d ■ z - Ydt +■ K b f X -Y d t D Li"* Y \ = o) !
[Ecuación 40]
Simplificando las Ecuaciones 39 y 40 una vez más, tenemos las Ecuaciones 41 y 42 a continuación:
[Ecuación 41]
[Ecuación 42]
En las Ecuaciones 41 y 42, los valores de A, B, C y E aumentan con el intervalo de integración. Si Ydzt se To establece en 0, el valor de D es igual a 0 matemáticamente, pero está cerca de 0 en la práctica. Por consiguiente, cuanto más largo es el intervalo de integración, menos afecta el ruido de medición.
Una vez que se calculan los valores de A, B, C, D y E, podemos obtener el valor de a y b a partir de las ecuaciones lineales simultáneas con dos incógnitas de la siguiente manera:
[Ecuación 43]
A F - C D
C? - B E
[Ecuación 44]
A C - B D
C2 -B E
En la Ecuación 36, a y b se definen de la siguiente manera:
[Ecuación 45]
[Ecuación 46]
Es decir, usando los valores de a y b obtenidos a partir de las Ecuaciones 43 y 44, la constante de tiempo del rotor, la autoinductancia del estátor y la inductancia magnetizante se pueden calcular de la siguiente manera. Se supone que la inductancia de fuga del estátor y la inductancia de fuga del rotor son la mitad de la inductancia transitoria del oLs
estátor ( Lis = L ir = —^ ~ ). Esta suposición puede variar dependiendo de las características de la máquina de inducción. Esto se debe a que la relación entre la inductancia de fuga del estátor y la inductancia de fuga del rotor varía dependiendo del tipo de máquina de inducción según se clasificación por NEMA.
Por ejemplo, en una máquina de inducción de tipo A o tipo B, la relación entre la inductancia de fuga del estátor y la inductancia de fuga del rotor es 5:5. En una máquina de inducción de tipo C, la relación entre la inductancia de fuga del estátor y la inductancia de fuga del rotor es 4:6. En una máquina de inducción de tipo C, la relación entre la inductancia de fuga del estátor y la inductancia de fuga del rotor es de 3:7.
[Ecuación 47]
a
[Ecuación 48]
[Ecuación 49]
[Ecuación 50]
Como se describió anteriormente, el estimador de parámetros 270 mostrado en la FIG. 2 se implementa usando las Ecuaciones 41 a 50. Es decir, podemos calcular A, B, C, D y E expresados por las Ecuaciones 41 y 42, y luego calcular los valores de a y b usando las Ecuaciones 43 y 44. Luego, podemos calcular la constante de tiempo del rotor ( T r ) y la inductancia magnetizante (Lm) usando las Ecuaciones 47 a 50 cuando está estacionaria.
La corriente aplicada para estimar parámetros se puede expresar como la Ecuación 51 a continuación:
[Ecuación 51]
La FIG. 5 es un diagrama de flujo para ilustrar un método para estimar parámetros de una máquina de inducción según una realización ejemplar de la presente descripción.
Haciendo referencia a la FIG. 5, un método para estimar parámetros de una máquina de inducción según una realización ejemplar de la presente descripción puede incluir aplicar tensión de DC a un eje d (S510), calcular una resistencia del estátor (S520), aplicar tensión en forma de pulsos cortos al eje d (S530), calcular una inductancia transitoria del estátor (S540), aplicar la referencia de corriente (S550), calcular una constante de tiempo del rotor (S560) y calcular una inductancia magnetizante (S570).
El paso S510 se describió anteriormente con respecto a las Ecuaciones 26 y 27. El paso S520 se describió anteriormente con respecto a las Ecuaciones 28 y 29.
Además, el Paso S530 se describió anteriormente con respecto a la Ecuación 30. El paso S540 se describió anteriormente con respecto a la Ecuación 31. Los pasos S560 y S570 se describieron anteriormente con respecto a las Ecuaciones 47 a 59. El paso S550 se describió anteriormente con la Ecuación 51.
En la descripción anterior, se supone que se suministra corriente al eje d en el marco de referencia estacionario por conveniencia de ilustración, y se han descrito las Ecuaciones asociadas con el eje d. No obstante, como se mencionó anteriormente, se ha de entender que la corriente se puede suministrar en otras direcciones en el marco de referencia estacionario.
Según las realizaciones ejemplares descritas anteriormente de la presente descripción, los parámetros de una máquina de inducción se pueden estimar con más precisión incluso cuando está estacionaria utilizando ecuaciones de tensión de la máquina de inducción y técnicas de procesamiento de señales, sin hardware adicional.
Por consiguiente, el método no requiere un codificador, un solucionador o sensores tales como sensor de Hall para localizar el rotor de la máquina de inducción. Por lo tanto, el método se puede aplicar a una variedad de métodos de operación que incluyen control de flujo de entrehierro constante, control vectorial y control sin sensor.
Las realizaciones ejemplares de la presente descripción descritas anteriormente se pueden sustituir, alterar y modificar por los expertos en la materia sin apartarse del alcance de protección que se define en las reivindicaciones que se acompañan.
Por lo tanto, la presente descripción no se limita a las realizaciones ejemplares mencionadas anteriormente y los dibujos que se acompañan.
Claims (2)
1. Un método para estimar parámetros de una máquina de inducción (IM) cuando está estacionaria, el método que comprende:
aplicar una corriente DC generando una primera referencia de corriente que tiene un valor constante de una dirección en un marco de referencia estacionario y una referencia de corriente que tiene un valor cero en la otra dirección en el marco de referencia estacionario para obtener una tensión de estátor a partir de un flujo de estátor y un flujo de rotor obtenidos de un modelo eléctrico de la máquina de inducción (IM) cuando está estacionaria; y calcular una resistencia del estátor a partir de la tensión del estátor obtenida;
calcular una inductancia transitoria del estátor a partir de valores obtenidos aplicando la tensión del estátor obtenida en forma de pulsos cortos, que comprende calcular la inductancia transitoria del estátor dividiendo un producto de una magnitud de la tensión del estátor y un período de tiempo de aplicación de pulsos de la tensión del estátor por una pendiente de la corriente según la tensión del estátor aplicada; y
calcular los parámetros de la máquina de inducción (IM), incluyendo una constante de tiempo del rotor y una inductancia de magnetización, usando la resistencia del estátor calculada y la inductancia transitoria del estátor calculada,
en donde los parámetros de cálculo comprenden calcular la constante de tiempo del rotor y la inductancia de magnetización usando un método de integración,
en donde los parámetros de cálculo comprenden calcular la inductancia de magnetización teniendo en cuenta una relación entre la inductancia de fuga del estátor y la inductancia de fuga del rotor.
2. El método de la reivindicación 1, en donde el cálculo de la resistencia del estátor comprende calcular la resistencia del estátor usando una pendiente entre dos o más valores de corriente medidos teniendo en cuenta la no linealidad de un inversor (240) y las resistencias de conducción de un conmutador semiconductor y un diodo.
Applications Claiming Priority (1)
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