基于异步电动机T型等值电路的参数辨识分析

１ ． ２ ． １ 忽略铁 耗 电 阻的拓扑 分析
率用 ｓ 表示 ， 尺ｔ ２ ＝
Ｒｍ ＇ ｓ Ｌｍ
￣
， 端 口阻抗 的传 递 函数为 ：
（ ｓ Ｌ ２ ＋ Ｒ ２ ＇ ） 讯
…
图 １ 异 步 电动 机 Ｔ型 等 值 电路
＝
’
其 中： Ｚ为 端 口阻抗 ，ａ为 阻抗 实 部 ， ｂ为 阻抗
虚部 ， 为定子 电阻 ， 为定子漏感 ， 为互 感 ，
：
＋ １ ） － ｓ 簪
＋ Ｒ
ｌ
Ｌｌ
为转 子漏 感 ，尺 ： 为转 子 电阻 ， ｓ为转 差率 。端 口
阻抗 旋 复数 形式 ．经 过 实虚 部分 离后 的 阻抗计 算
公 式 如式 （ １ ） 所示。
２ ２
甘
肃
科
技
第３ １ 卷
或丁 特性 ， 无 论 在 电机堵 转 时改 变
第 ３ １ 卷
第 ４期
甘 肃科 技
Ｇａ ｎｓ ｕ Ｓｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎｄ Ｔｅ ｃ ｈｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
Ｖ０ Ｊ ． ３ １ ＮＯ ． ４
２ ０ １ ５年 ２月
Ｆ ｅ ｂ ．２ ０１ ５
基 于异 步 电动机 Ｔ型等值 电路 的参数辨识 分析
张爱 军 ． 张金 霞 ， 樊 明
定 义 ， ＝ 为 转 子 时 间 常 数 ， ： 鲁 为 互 感 对 阻抗 作 为传 递 函数辨 识 ． 只 能辨 识 部分 参数 。从 另 方 面来 看 ， 如果 ． 『 ， ， 和频率 ‘ １ ） 确定 ， 端口 定 子 的 时 间 常 数 ， ＝ 惫 为 互 感 对 转 子 的 时 间 常 阻抗 也被惟 一确 定 。由于 丁 ， ， 丁 线性 无关 ， 故 ， ， ， 张 成 了 Ｔ型等 值 电 路 的最 小参 数 集 合 数 ， 惫＝ 为 互 感 对 铁 耗 等 值 电 阻 的 时 间 常 数 ， 丁
模型 ， 无 法 惟 一 确 定 电机 参 数 ， 并 由此 提 出 了该 拓 扑 下 的最 小参 数集 合 。 在 此 基 础 上 ， 分析 了计 入 铁 耗 的 Ｔ型 等 值
电路 模 型 的 速度 响应 和 频 率 响应 ， 给 出 通 过频 率 响应 确 定 电机 内部 各 个 参数 的算 法 ， 并 加 以仿 真验 证 。 以 １ ． ５ ｋ ｗ异 步 电 动 机 为 实 验 对象 ， 通 过 旋 转 和 堵 转 两 种 工况 下 的 实 验数 据 分析 ， 求取最小参数集合 ， 验 证 了 算 法 和 分 析 的有 效
一
告 Ｊ １ 为 定 子 漏 感 对 定 子 电 阻 的 时 间 常 数 ， Ｒ ２ ＂ 争，
ｓ
空间 ， 其余任何形式的参数都可由｛
示。
， ， ｝ 表
为 转差 率 ． 上 式 变形 为 Ｒ 』
Ｚ ａ ＋ ｂ Ｊ
要完 全 辨识 出所 有参数 。 应 从两方 面考 虑 ： ｓ １ 一 ￥ Ｓ ｒ ＇ ／ ＇ ｍ ２ ） １ Ｊ Ｊ （ ３ ） １ ） 激励源不变 ， 变 换 电路 结 构 ， 比如 将 铁 耗 等
盟
：
Ｒ Ｉ
蔓 二 盘 ， 每
单 独激 励 出
频 率 或者 固定频 率 下改 变 转 速 ． 或 者 频率 和 转 速 同
时 改变都 无 法 区分 和 ，只 能辨 识 出其 乘 积项
丁 ｍ ， ｒ ， 而定 子 时间 常数 下 和转子 时 间常数 ｒ 是 可 以 被 唯 一确 定 的 ． 故 此结 构 的拓 扑 如果 仅 以稳 态 端 口
数 分析 过 程 和 电机 运行 过 程 分离 ［ ２ － ５ ］ ．如 传统 的空 载、 堵 转 实验 ， 基 于 实验 数 据 的 曲线 拟合 等 ， 后 者 是 在 电机 运 行过 程 中 实 时辨识 电机 参数 ． 一 般采 用 在 线递 推 算 法［ ５ － ８ １ ， 如 卡 尔曼 滤 波 。 模 型参 考 自适 应 等 。 从 异 步 电动 机稳 态 Ｔ型 等值 电路 出发 ． 分 析 利用 端 口阻 抗 、 转 速 和 频 率信 息 参 数 辨 识 的 可 行 性 ， 并 提 出了考 虑铁损 电阻支 路 的离线 参数 辨识 算法唧 。
性。
关键词 ： Ｔ型等 值 电路 ； 参 数 辨识 ； 转速响应 ； 铁耗等值电阻 ； 端 口阻 抗
中图分类号 ： ＴＭ３ ４ ３
参 数辨 识是 电机 控 制 中 的重 要 环节 ． 获 取 电机
内部 的 准确参 数 是高 精度 控制 的基 础『 ｌ ＇ ３ 】 。电机参 数 辨识 可 分 为离 线 辨识 和在 线辨 识 两类 ． 前 者是 将 参
（ 青 海 大 学 水 利 电力 学 院 ， 青海 西宁 ８ １ ０ ０ ０ ０ ）
摘 要： 从 异步 电 动 机 稳 态 Ｔ型 等值 电 路 角 度 ， 推 导电机内部参数 ， 包括定子漏 感 ， 转子漏 感 ， 互感 ， 转 子 电 阻 和 端
１ ３阻 抗 之 间 的 关 系 ． 分析 了利 用 端 日阻 抗 、 频 率 和 转 速 辨 识 电 机 内部 参 数 的可 行 性 。 指 出 忽 略 铁 耗 等 值 电 阻 的拓 扑
１
ｌ Байду номын сангаас
（ ２ ＋ ） （ 譬 ＋ ＋ ）
＋ 十 十 （ 等＋ ＋ ） ２
１ 异 步 电动 机 Ｔ型 等 值 电路 分 析
１ ． １ 电 路 模 型 及 端 口 阻 抗
异 步 电动机 Ｔ型 等值 电路 如 图 １ 所示 。
冠 Ｌ ； Ｌ ！
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值 电 阻考虑 在 内 的拓 扑 ２ ） 电路拓 扑 不 变 ． 找 到一 种 能激 励 出所 有 参 数 或 者模 态 的激励 源 １ ． ２ ． ２ 计入 铁耗 电阻的拓 扑分 析 将式 （ ３ ） 变 形 为
一 一
Ｊ ６ ｓ 丁 ｒ ＋ １ ） 朽
—
ｓ 丁 ５ ｒ ＋１ — ｓ