感应电动机参数离线辨识方法实验研究_王高林
基于变频器的感应电机离线参数辨识策略
ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｌ ａ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｏ ｆ ｍｏ ｔ ｏ ｒ ｐ ａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｉ ｄ ｅ ｎ ｔ ｉ ｉ ｆ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ｅ ｑ ｕ ｉ ｒ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｕ ｓ ｅ ｏ ｆ ａ ｄ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｅ ｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｏｒ ｆ ｍａ ｎ ・ － ｍａ ｄ ｅ ｍｏ － －
ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｅ ｄ ｂ ｙ ｐ ａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｉ ｄ ｅ ｎ ｔ ｉ ｉ ｆ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｌｇ ａ ｏ ｉ ｒ ｔ ｈ ｍ． Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｐ ａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｉ ｄ ｅ ｎ ｔ ｉ ｆ ｉ ｃ ａ —
Ｙ Ａ Ｎ Ｋ ｕ ｎ ，Ｚ ＨＡ Ｏ ｊ ｉ ｎ （ Ｄ ｅ ｐ ａ ｒ ｔ ｍ ｅ ｎ ｔ ｏ ｆ Ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｈ ａｚ ｎ ｈ ｏ ｇ ｎ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆＳ ｃｉ ｅ ｃｅ ｎ ａ ｄ ｎ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｗ ｕ ｈ ａ ｎ ４ ３ ０ ０ ７ ４ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
ｔ ｏ ｒ ｌ ｏ ｃ ｋｉ ｎｇ，ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｉ ｓ ｎ ｏ ｔ ｐ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｉ ｎ ｍｏ ｓ ｔ ｃ ａ ｓ ｅ ｓ ．Ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ，ａ ｎ ｏ ｆ ｆ － ｌ ｉ ｎｅ ｐ ａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｉ ｄｅ ｎ ｔ ｉ ｉｃ ｆ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ａ ｔ ｅ ｇ ｙ ｏｒ ｆ ｉ ｎ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｏ ｔ ｏ ｒ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｉ ｎ ｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ ｗａ ｓ ｇ ｉ ｖ ｅ ｎ，ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｃ ｏ ｕ ｌ ｄ ｉｎ ｆ ｉ ｓ ｈ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｏ ｆ ｏ ｆ－ ｌ ｉ ｎ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｉ ｄｅ ｎ ｔ ｉ ｉ－ ｆ
异步电机离线参数辨识
异步电机离线参数辨识作者：李国进胡常林侯绪达来源：《计算技术与自动化》2011年第04期文章编号：1003-6199(2011)04-0073-04摘要：异步电机矢量控制要求准确获得磁场定向，而磁场定向的精度取决于电机参数值。
为了准确辨识出电机的参数，本文研究基于静止状态下异步电机T型等效电路模型，采用脉冲电压法，单相交流注入法取代传统堵转和空载试验，实现对异步电机参数的准确测量。
仿真实验结果证明上述方法正确可靠，且得到了较高的辨识精度。
关键词：异步电机；参数；静止状态中图分类号： TM346 文献标识码：AOffline Parameter Identification Method of Induction Motor，，(Colleage of Electrical Engineering Guangxi Unievrsity，Nanning 530004,China)Abstract:For tha vector control of an induction motor,it require accurately field oriented,while the precision of the field oriented depends on motor parameter values.In order to accurately identify the parameters of the motor,this paper studies on the basic of T equivalent circuit model of induction motor at standstill state,we use pluse voltage or single phase AC as an excitation signals to measure the static of parameter for induction motor,this method dotests.The validity,reliability and accuracy of the proposed scheme is verified through simulation.Key words:induction motor;parameter;standstill state1 引言异步电动机通过矢量坐标变化，实现了磁通和转矩在等效两相正交绕组状态下的解耦，从而获得不亚于直流电机的调速性能。
一种基于转速和定子电阻自适应的感应电机全阶磁链观测器
一种基于转速和定子电阻自适应的感应电机全阶磁链观测器王高林;陈伟;于泳;徐殿国
【期刊名称】《微电机》
【年(卷),期】2009(42)3
【摘要】提出了一种改进的全阶状态观测器对转速和定子电阻同时观测方案.采用小信号线性化方法来分析稳定条件,将两相静止坐标系中的观测器输出误差系统变换到转子磁场旋转坐标系中,通过推导出单输入、单输出误差系统来得到满足观测器稳定性的误差反馈矩阵条件.采用了一种改进的定子电阻自适应率以提高观测器的鲁棒性.通过对11 kW感应电机无速度传感器转子磁场定向矢量控制实验,验证了方案的有效性.
【总页数】4页(P5-8)
【作者】王高林;陈伟;于泳;徐殿国
【作者单位】哈尔滨工业大学,哈尔滨,150001;哈尔滨工业大学,哈尔滨,150001;哈尔滨工业大学,哈尔滨,150001;哈尔滨工业大学,哈尔滨,150001
【正文语种】中文
【中图分类】TM346
【相关文献】
1.一种新型的无速度传感器感应电机转速与定子电阻辨识方案 [J], 刘刚;任一峰;林都;赵敏
2.基于二阶滑模与定子电阻自适应的转子磁链观测器及其无速度传感器应用 [J],
黄进;赵力航;刘赫
3.基于CESO磁链观测器的模型参考自适应感应电机转速辨识 [J], 韦文祥;刘国荣
4.感应电机模糊自适应全阶磁链观测器的仿真研究 [J], 蒋林;吴俊;杨欣荣
5.感应电机转速自适应全阶磁链观测器的离散化 [J], 宋文祥;周杰;尹赟
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参数识别技术在三相感应电动机实验中的应用
三相 感应 电动机是 量大面广 的电气驱动 设 备， 工业 、 在 农业 、 国防及各类机 械装 备中有广 泛应用， 也是高等学校电类专业 的电机学 、 电机 及其拖动 和非电类专业的 电工学 等重要技 术基
为ｓ ０ 堵转实验时令激磁支路开路 （ ＝ ｏ ， ＝； 置 ｏ） 不考虑转 子 电流频 率的变化 。 简化处理 造成 实 验结果精度下降 ， 也在物理模型和数学模型之间 造成误差 。 外， 此 完成堵转实验 ， 需要调压器 设
备， 需要外力来 “ 住 电动机转 子静止不动， 堵” 对 于常用的自冷式三相感应电动机来说 ， 实验时间 不能长， 否则有温升过高， 烧毁 电动机 的危险。
础 课程的教学内容。 不论是在电机制造企业、 质
检部门或者应 用单位 ， 还是在有关 的高等院校 ，
别方 法。 方 法利用三相 感应 电动 机定 子电流特 性曲线 该
和输 入功 率特性 曲线 ， 构造 误 差函 数 ， 一 步应 用最 优 进
化技 术 获得三 相感 应 电动机Ｔ 等效 电路参 数 。 形 以一台 Ｙ１ ０ ４ 相感应 电动机 为例 ， ６ Ｍ－三 给出了传 统实验 方 法和
图１ 三 相 感 应电 动机 Ｔ 形等 效 电 路
参数识 别方法获 得的等效 电路参 数 。
关键 词： 三相感应 电动机 参数 实验 参数识 别
图中， 为定子相电压Ｖ ， ，ｓ 为定子相电流Ａ， 为定子相 电阻Ｑ， 为定子相漏电抗Ｑ， 为转
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｅｔａ ｉ ｏ ａ ｓｓｔ ｂ ａｎ ｔ ｅｐ ｒ ｍ ｅｅ ｓ ｓ ｒ ｅ ： ｈ ｄ ｔ ｎ ｌ ｅ ｔ ｏ ｔ ｉ ａ ａ ｔｒ ｒ ｉ ｔ ｏ ｈ
子相 电阻对定子的折算值Ｑ， 为转子相漏 电抗
一种新的异步电机离线参数辨识方法
电工电能新技术
２０１９ 年 １０ 月
Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｅｎｅｒｇｙ
Ｖｏｌ.３８ꎬ Ｎｏ.１０
Ｏｃｔ. ２０１９
一种新的异步电机离线参数辨识方法
杨景明１ꎬ２ ꎬ 杨 波１ꎬ２ ꎬ 王亚超１ꎬ２ ꎬ 李明煜１ꎬ２
[１]
机参数初值 [２] ꎮ 传统的异步电机离线参数辨识采
单相实验由于操作简单ꎬ可靠性较高而被广泛
应用 [７ꎬ８] ꎮ 用 改 进 的 单 相 实 验 辨 识 电 机 的 初 始 参
数ꎬ引入死区补偿机制ꎬ虽然易受环境干扰ꎬ但是仍
用堵转实验和空载实验实现ꎬ这种方法的辨识精度
代替了传统的堵转实验和空载实验ꎬ成为没有变频
较低且对实验环境的要求较为苛刻ꎮ 针对上述问题
器工业场合中最常使用的辨识方法ꎮ 所以本文将以
国内外专家和学者进行了大量的异步电机离线参数
单相实验为主要对比实验ꎮ
辨识研究ꎮ Ｎ. Ｒ. Ｋｌａｅｓ 提出并证明了在线性范围
为了得到准确的电机参数辨识结果ꎬ建立了三相
内ꎬ向电机中通入单相交流信号不仅能实现堵转效
êｉ
ê ｄｔ ２ ú ê ｓα
ê ２ ú＝ ê
ê ｄ ｉ ｓβ ú ê ｉ
ê ｄｔ ２ ú êë ｓβ
ë
û
ｕ ｓα
ｕ ｓβ
ｄｕ ｓα
ｄ ２ ｉ ｓβ
通过适当的变换可以得到三相异步电机递推最小二
乘形式的辨识模型
[９]
ꎬ推导过程如下ꎮ
ｄｔ
两相静止坐标系下的数学模型为:
ｄｉ ｓα
ｄｔ
ｄｉ ｓβ
ｄｔ
一种基于转速和定子电阻自适应的感应电机全阶磁链观测器
中图分类号:T M346 文献标志码:A 文章编号:100126848(2009)0320005204一种基于转速和定子电阻自适应的感应电机全阶磁链观测器王高林,陈 伟,于 泳,徐殿国(哈尔滨工业大学,哈尔滨 150001)摘 要:提出了一种改进的全阶状态观测器对转速和定子电阻同时观测方案。
采用小信号线性化方法来分析稳定条件,将两相静止坐标系中的观测器输出误差系统变换到转子磁场旋转坐标系中,通过推导出单输入、单输出误差系统来得到满足观测器稳定性的误差反馈矩阵条件。
采用了一种改进的定子电阻自适应率以提高观测器的鲁棒性。
通过对11k W 感应电机无速度传感器转子磁场定向矢量控制实验,验证了方案的有效性。
关键词:感应电动机;转速估计;定子电阻;自适应;全阶观测器;实验Full 2order Flux O bserver Ba sed on Speed and St a torResist ance Adapt a ti on for I nducti on M otor WANG Gao 2lin,CHE N W ei,Y U Yong,XU D ian 2guo (Harbin I nstitute of Technol ogy,Harbin 150001,China )Abstract:An i m p r oved full 2order observer was p r oposed t o esti m ate s peed and stat or resistance synchr o 2nously .Stability of the s peed esti m at or is analyzed adop ting s mall 2signal linearized model .The observererr or syste m was translated int o synchr onous reference fra me .Then the err or feedback gain matrix couldbe designed thr ough the single 2input and single 2out put err or syste m t o satisfy the stability conditi ons .An i m p r oved adap tive mechanis m was p resented t o i m p r oved r obustness of the observer .The feasibility of thep r oposed sche me is verified by the ex peri m ental results of s peed sens orless field 2oriented vect or contr olled11k W inducti on mot or .Key W ords:I nducti on mot or ;S peed esti m ati on;Stat or resistance;Adaptati on;Full 2order observer ;Ex 2peri m ent收稿日期:2008203203修回日期:20092032190 引 言近年来,基于模型参考自适应系统的闭环磁链观测方法受到了广泛关注。
基于改进MRAS观测器无速度传感器感应电机转速估计方法
万方数据
圈３元速度传悬器感应电机转子磁场定向控制系统 Ｆｉｇ．３ Ｓｅｎｓｏｒｌｅｓｓ ｆｉｅｌｄ－ｏｒｉｅｎｔｅｄ ｖｅｃｔｏｒ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ
ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ ＩＴｌｏｔｏｒ ｄｒｉｖｅ
图４为电机空载正反转运行实验结果，在０ Ｓ 时刻转速阶跃给定为１５０ ｒ／ｍｉｎ，在１．５ ｓ时刻变 为一１５０ ｒ／ｍｉｎ。图５为电机带８０％额定负载升 降速运行实验波形，在０ ｓ时刻转速阶跃给定为 ７５ ｒ／ｍｉｎ，在４ ｓ时刻变为７５０ ｒ／ｍｉｎ，在８ ｓ时刻再 变为７５ ｒ／ｍｉｎ。从实验结果可以看出转速观测器 输出能够很好地跟踪电机转速的变化，并且稳态 误差较小，磁链观测器也具有较好的观测性能。
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ ｍｏｔｏｒ；ｍｏｄｅｌ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ａｄａｐｔｉｖｅ ｓｙｓｔｅｍ；ｓｐｅｅｄ ｅｓｔｉｍａｔｏｒ；ｓｔａｔｏｒ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｉｄｅｎｔｉｆｉ— ｃａｔｉｏｎ．
１ 引言
近年来，感应电机无速度传感器矢量控制技 术在各种工业场合应用广泛，并且获得了很大进 展［１￣５］。目前转速观测方法基本上可以分为基于 电机模型计算法、ＰＩ调节器法、ＭＲＡＳ模型法、 ＭＲＡＳ观测器法、卡尔曼滤波器和神经网络等方 法。其中基于ＭＲＡＳ全阶观测器的转速估计方 法受电机参数变化和噪声干扰的影响较小，具有 较好的鲁棒性，受到了国内外研究人员的广泛关 注。这种方法实现了状态的重构，可以采用稳定 性理论来设计转速自适应率，并且通过设计合适 的误差反馈矩阵来保证观测器的稳定性。可以同
＿ｄ ＦＬ。孵孵Ｊｉ，＝Ｊ１ｏｄｔ＝厂２。ＬＡＡ：：。ＡＡ：：儿］［孵≥Ｊ］‘＋Ｉ［十【Ｂ０Ｉ．１１ｌ。６。…１ … ｃＩ·＿，Ｊ
作者简介：王高林（１９７８一）．男，博士研究生．Ｅｍａｉｌ：ＷＧＬ８１８＠ｈｉｔ．ｅｄｕ．ｃｎ
感应电机参数辨识三种智能算法的比较
a%14 =
r
L1 ,
a3%1
=
L
s
!r
L
,
B, C与式 ( 1)中的 B, C相同。
为简便起见, 记待辨识参数为:
∀= ∀1 ∀2 ∀3 ∀4 ∀5 。
( 4)
其中:
∀1
=
R L
s
+
Ls- L L !r
,
∀2 = L
1!r,
∀3
=
1 L
,
∀4
=
L
s
-L !r
,
∀5 =
!1r。
设采样周期为 T s, 对式 ( 3)进行离散化, 可得:
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中图分类号:T M346 文献标志码:A 文章编号:100126848(2009)0620004204感应电动机参数离线辨识方法实验研究王高林,商 振,于 泳,徐殿国(哈尔滨工业大学,哈尔滨 150001)摘 要:为进一步提高感应电机矢量调速系统的性能,介绍了一种改进的参数离线辨识方案。
系统通过自动进行直流实验、单相交流实验和空载实验来辨识感应电机的参数。
所提出的改进方案可以有效消除集肤效应和死区效应所产生的辨识误差。
对方案进行了详细分析,介绍了具体实现过程;最后将这种参数辨识方法应用到11k W 感应电机矢量控制系统。
实验结果验证了方案的有效性。
关键词:参数辨识;离线;感应电动机;集肤效应;死区效应;实验Research on O ff 2li n e Param eter I den ti f i ca ti on for I nducti on M otorWANG Gao 2lin,SHANG Zhen,Y U Yong,XU D ian 2guo (Harbin I nstitute of Technol ogy,Harbin 150001,China )Abstract:Pr oposed an i m p r oved inducti on mot or off 2line para meter identificati on sche me f or vect or con 2tr olled AC mot or drives .The inverter drives aut omatically perf or med the DC test,the single 2phase test,and the no 2l oad test t o calculate all the machine para meters during self 2comm issi oning peri od .The p r o 2posed sche me can eli m inate the para meter identificati on err or due t o the skin and dead 2ti m e effects .I n 2tr oduced the scheme p rinci p le and the i m p le ment method in detail .Experi m ental results de monstratedthe feasibility of the para meter identificati on method in 11k W vect or contr olled inducti on mot or drive sys 2te m.Key W ords:Para meter identificati on;Off 2line;I nducti on mot or;Skin effect;Dead 2ti m e effect;Ex 2peri m ent收稿日期:20082092170 引 言在感应电机矢量控制系统中,电机参数的准确性影响到磁链估计以及控制参数调节等重要环节,因此电机参数辨识对于高性能调速系统具有重要的意义[1]。
对于高性能感应电机矢量控制型变频器,产品要求具有参数离线自学习的功能,需要在电机运行之前对参数进行离线辨识。
离线辨识获得的电机参数将有助于矢量控制调速系统的正常运行,同时也可以对参数在线辨识的收敛性起参考作用。
实际应用中,通常需要辨识的电机等效电路参数包括定、转子电阻和漏感以及互感等参数,目前已经有很多文献对其进行了深入研究[224]。
本文介绍一种只需要通过检测电流信号无需其它附加电路的电机参数离线辨识方法。
由于逆变器中死区时间、开关管开关延迟时间和管压降的存在,使得加在绕组电压的参考值与实际值存在一定差别,如不对这些因素进行考虑,将会引起辨识误差,本文采取了有效措施对其进行消除。
另外,在单相交流实验过程中,考虑了集肤效应对转子电阻辨识的影响。
1 等效模型假设感应电机工作在励磁特性的线性区,其数学模型可以用矢量的方式来表示:u s =R s i s +(L m +L σs )d i s d t +L m d i rd t0=R r i r +L md i s d t +(L m +L σr )d i rd t+ j pωr [L m i s +(L m +L σr )i r](1)式中,u s 为定子电压矢量;i s 和i r 分别为定、转子电流矢量;R s 和R r 分别为定、转子电阻;L σs 和L σr 分别为定、转子漏电感;L m 为定转子互感;p为电机极对数;j 为复数虚部单位。
・4・由式(1),感应电机的单相等效电路可以用图1来表示。
图1 单相绕组等效电路2 参数辨识方案分析图2为感应电机三相P WM 逆变器原理图。
图2 三相P WM 逆变器原理图可以通过三个步骤来实现感应电机的参数离线辨识。
先通过在两相绕组接线端施加直流电压来辨识定子电阻。
为了减小开关管的开关延迟时间以及管压降对辨识精度的影响,采用一种有效的方法来计算定子电阻值。
然后通过单相交流实验对定、转子漏感和转子电阻同时进行辨识。
只需要对定子电流进行FFT 就可以分别计算出这两个参数,并采取措施以削弱集肤效应对转子电阻辨识精度的影响。
最后通过空载试验来辨识定、转子互感,同样只需要对空载电流进行FFT 分析来计算互感。
下面将对参数辨识方案进行详细分析。
211 定子电阻辨识通过伏安法来辨识定子电阻,需要通过逆变器向电机定子绕组注入低压直流电流。
可以将母线直流电压斩波来得到高频电压脉冲系列,保持占空比恒定,就得到了等效的低压直流电压。
如图2所示,如果要在a 、b 两相绕组注入直流电时,可以令开关管S -a 一直保持导通,S -a 、S +b 、S +c 和S -c 都保持关断的状态,而对S -b 施加固定占空比的P WM 驱动信号,这样通过调整占空比的大小,就可以得到不同幅值的直流电压。
在逆变器上采用伏安法测定子电阻的问题在于开关管的导通和关断延迟时间以及管压降的存在,使参考电压与实际输出电压有较大的误差,因此需要对误差进行有效补偿才能获得准确的定子电阻阻值。
本方案采用施加不同幅值的直流电压,通过参考电压增量和检测到的电流增量来辨识定子电阻,这样可以较好地避免地这些因素所产生的误差,既可以提高辨识精度,也可以减少补偿算法的复杂性。
可用下式来表示:R s =12u (k )-u (k -1)i (k )-i (k -1)(2)式中,u (k )和u (k -1)分别为前后两次加在绕组的直流电压参考值;i (k )和i (k -1)分别为前后两次不同幅值直流电压在绕组上产生的电流值。
分别对其它绕组进行辨识,将计算得到的平均值作为定子电阻的最终辨识值。
212 漏感和转子电阻辨识采用单相短路实验代替传统的三相堵转实验来辨识定转子漏感和转子电阻。
在电机绕组施加单相正弦电压时,不会产生电磁转矩,其电磁现象与三相堵转基本相似。
产生单相正弦电压的具体实现方法与前面介绍的直流电压生成方法类似。
同样以a 、b 两相绕组为例,只需要将S -b 的驱动信号通过正弦信号加以调制,其它的开关管的控制与直流实验一样,这样就可以实现单相交流电压的产生。
输出的正弦电压幅值同样可以通过调制P WM 的占空比来控制。
为了简化算法,在参考输出电压相位过零点的时刻开始对电流信号进行采样及FFT 分析,从而得到电流基波分量的有功分量和无功分量:I 1cos θi =2T s T 1∑T 1/Ts k =0i (kT s)cos (2πkT s T 1)I 1sin θi =2T sT 1∑T 1/T sk =0i (kT s )sin (2πkT s T 1)(3)式中,θi 为电流初相角;T 1和I 1分别为输出电流的基波频率和幅值;T s 为采样频率。
为了降低辨识的复杂性,通常认为定子漏感和转子漏感近似相等(记为L σ)。
如果用U 1来表示加在a 、b 绕组两端基波电压幅值(U 1可以通过修正参考电压获得,在213节中将会说明),则转子电阻和定转子漏感可以由式(4)、式(5)来计算:R r =U 1I 1cos θi2I 21-R s (4)L σ=(U 1I 2sin θi )T 18πI 21(5)由于电机实际运行中,滑差频率较低(一般为额定频率的1%～5%),而短路实验所要求的频率较高,否则等效电路中励磁电感将不能被忽视,这样使得实验过程中转子电流的频率要远远大于滑差频率,将会受到集肤效应的影响,所直接计算到的转子电阻要比实际值偏大。
通常认为集肤・5・效应中频率对转子电阻的影响是线性关系,这样可以在实验过程中改变正弦电压的频率,在不同的频率f 1和f 2条件下分别计算得到转子电阻为R r1和R r2。
通过下式可以较精确地计算出电机正常运行时的转子电阻值,以克服集肤效应的影响:R r =R r1-R r1-R r2f 1-f 2(f 1-f s )(6)式中,f s 为转差频率。
213 定转子互感辨识电机互感辨识比较简单的方法可以通过空载实验来实现。
当电机空载运行时,转差为零,定子电流基本等于励磁电流。
仍然利用上述FFT 方法来分析定子电流的基波分量。
同样在参考电压相位过零点时刻开始对定子电流进行采样来计算有功和无功分量,再由无功分量计算互感:L m =U 1I 1sin θi2πf 1I 21-L σs (7)下面对死区效应的影响进行考虑。
式(4)、式(5)和式(7)中的电压基波幅值指的是实际加在绕组上的电压幅值,实际应用中通常用参考电压来代替实际电压。
由于死区效应的影响,如果直接将电压的参考值用来计算,将会产生较大的误差,因此需要对其进行补偿。
如果将死区时间(t d )、开关器件开通关断延迟时间(t on 和t off )、开关管和二极管的管压降(u S 和u D )这些因素对输出电压的影响都进行考虑,则等效死区时间t err 可以表示为:t err =sign (i s )(t d +t on +t off +t avon )(8)式中,sign (i s )=1,i s >0-1,i s <0,(t avon 为开关管和二极管的平均通态管压降产生的等效误差时间)。
t avon =t on u S +t off u Du dc (i s >0)t off u D +t on u Su dc (i s <0)(9)实际输出相电压与理想输出相电压在一个周期内的平均误差电压可以表示为:u err =u dct err T s(10)于是实际基波电压幅值U 1可以由参考电压U 31和平均误差电压计算来得到:U 1=U 31-u err(11)3 实验结果分析将所介绍的参数辨识方案应用到11k W 感应电机矢量控制调速系统。