三相异步电机参数的离线获取方法与系统技术方案

本发明专利技术提供一种三相异步电机参数的离线获取方法与系统。该方法包括：控制器驱动逆变器在不同的时间段对所述三相异步电机的任意两相施加激励电压，并采集所述三相异步电机在不同时间段根据所述激励电压所产生的响应电流；所述控制器根据所述激励电压、所述响应电流、以及第一等效电路，获得三相异步电机的漏感，并根据所述响应电流和第二等效电路，获得所述三相异步电机的第一时间常数。本发明专利技术的技术方案，在电机完成安装的情况下，可以静态识别电机的参数，可以为在线辨识算法提供良好的初值，进而保证了三相异步电机的安全可靠启动，并加快了在线辨识算法的收敛速度。

【技术实现步骤摘要】
三相异步电机参数的离线获取方法与系统
本专利技术涉及三相异步电机参数辨识技术，尤其涉及一种三相异步电机参数的离线获取方法与系统。
技术介绍
目前三相异步电机变频调速系统中，矢量控制被认为是一种理想的控制方法，其中，矢量控制法是根据磁场定向原理分别对异步电动机的励磁电流和转矩电流进行控制，从而达到控制异步电动机转矩的目的。然而在矢量控制技术中仍然存在一些需要解决的问题，其中之一就是如何准确的确定三相异步电机的定子电阻、转子电阻、漏感和互感等三相异步电机内部参数，以保证对磁场的正确定向。目前，确定电机内部参数的方法有电机学实验方法和离线辨识方法。其中，电机学实验法对已经安装完成的三相异步电机不适用。而目前常用的离线辨识方法是在三相异步电机静止的情况下，通过对三相异步电机注入的电压、电流激励以及对应的响应，并通过傅里叶算法分别计算三相异步电机的基波电流和电压，进而获得三相异步电机的内部参数。但是现有的借助傅里叶算法的离线参数辨识方法，其计算复杂度和时间复杂度较高，并且对控制器的性能要求也较高。因此，如何快速、准确的获得已安装的三相异步电机的内部参数，成为技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种三相异步电机参数的离线获取方法与系统，用于解决现有技术无法快速、准确获得静止的三相异步电机的内部参数的问题。第一方面，本专利技术提供一种三相异步电机参数的离线获取方法，包括：控制器驱动逆变器在不同的时间段对所述三相异步电机的任意两相施加激励电压，并采集所述三相异步电机在不同时间段根据所述激励电压所产生的响应电流；所述控制器根据所述激励电压、所述响应电流、以及第一等效电路，获得三相异步电机的漏感，并根据所述响应电流和第二等效电路，获得所述三相异步电机的第一时间常数；其中，所述第一等效电路为根据三相异步电机的Γ-1型等效电路并忽略所述三相异步电机的互感而得到的等效电路，所述第二等效电路为将所述第一等效电路中的电源等效成导线而得到的等效电路。第二方面，本专利技术提供一种三相异步电机参数的离线获取系统，包括：整流器、逆变器、控制器、电压传感器、电流传感器、直流支撑电容和三相异步电机；所述整流器的输出端分别与所述电压传感器的第一输入端、所述直流支撑电容的第一端、所述逆变器的第一输入端电联接，所述电压传感器的第二输入端与所述直流支撑电容的第二端电联接并接地，所述电压传感器的输出端与所述控制器的第一输入端电联接，所述控制器的输出端与所述逆变器的第二输入端电联接，所述逆变器的输出端与所述电流传感器的输入端电联接，所述电流传感器的第一输出端与所述控制器的第二输入端电联接，所述电流传感器的第二输出端与所述三相异步电机电联接；所述控制器，用于驱动逆变器在不同的时间段对所述三相异步电机的任意两相施加激励电压，并采集所述三相异步电机在不同时间段根据所述激励电压所产生的响应电流；并根据所述激励电压、所述响应电流、以及第一等效电路，获得三相异步电机的漏感，并根据所述响应电流和第二等效电路，获得所述三相异步电机的第一时间常数；其中，所述第一等效电路为根据三相异步电机的Γ-1型等效电路并忽略所述三相异步电机的互感而得到的等效电路，所述第二等效电路为将所述第一等效电路中的电源等效成导线而得到的等效电路。本专利技术提供的三相异步电机参数的离线获取方法，控制器驱动逆变器在不同的时间段对所述三相异步电机的任意两相施加激励电压，并采集所述三相异步电机在不同时间段根据所述激励电压所产生的响应电流，所述控制器根据激励电压和响应电流、以及所述第一等效电路，获得三相异步电机的漏感，并根据响应电流和所述第二等效电路，获得所述三相异步电机的第一时间常数。本专利技术的技术方案，在电机完成安装的情况下，可以智能识别电机的漏感，可以为在线辨识算法提供良好的初值，进而保证了三相异步电机的安全可靠启动，并加快了在线辨识算法的收敛速度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术提供的三相异步电机参数的离线获取方法实施例一的流程示意图；图1a为三相异步电机的T型等效电路图；图1b为三相异步电机的Г-1型等效电路图；图1c为本专利技术三相异步电机的第一等效电路图；图1d为本专利技术三相异步电机的第二等效电路图；图2为本专利技术提供的三相异步电机参数的离线获取方法实施例二的流程示意图；图2a为本专利技术三相异步电机的第三等效电路图；图2b为本专利技术三相异步电机的第四等效电路图；图3为本专利技术提供的三相异步电机参数的离线辨识方法实施例三的流程示意图；图3a为三相异步电机的激励电压和响应电流的示意图；图4为本专利技术提供的三相异步电机参数的离线辨识方法实施例四的流程示意图；图4a为三相异步电机的激励电流和响应电压示意图；图5为本专利技术提供的三相异步电机参数的离线辨识方法实施例五的流程示意图；图6为本专利技术提供的三相异步电机参数的离线辨识方法实施例六的流程示意图；图7为本专利技术提供的三相异步电机参数的离线辨识系统实施例的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供的三相异步电机参数的离线获取方法，适用于三相异步电机参数的离线获取系统，用于解决现有技术无法简便、快速、准确获得静止的三相异步电机的内部参数的问题。需要说明的是，本实施例所述的术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。本实施例所指的电机均为三相异步电机。图1a为三相异步电机的T型等效电路图。如图1a所示，三相异步电机的定子电阻Rs与三相异步电机的定子漏感Lsσ、三相异步电机的转子漏感Lrσ和三相异步电机的转子电阻Rr串联，三相异步电机的互感Lm与三相异步电机的转子漏感Lrσ、三相异步电机的转子电阻Rr并联。图1b为三相异步电机的Г-1型等效电路图。在上述图1a所示的三相异步电机的T型等效电路的基础上，当三相异步电机静止不动时，如图1b所示，此时三相异步电机的Г-1型等效电路图中三相异步电机的定子电阻Rs、等效漏感Lσ'(该等效漏感Lσ'为该Г-1型等效电路的漏感)和转子的等效电阻Rrref(该转子的等效电阻Rrref为该Г-1型等效电路的转子等效电阻)串联，三相异步电机的互感Lm与转子的等效电阻Rrref并联。其中，三相异步电机的漏感Lσ等于上述图1a中三相异步电机的定子漏感Lsσ和转子漏感Lrσ之和，即Lσ＝Lsσ+Lrσ。本专利技术的技术方案是在上述图1b所示的三相异步电机的Г-1型等效电路的基础上展开的。图1为本专利技术提供的三相异步电机参数的离线获取方法实施例一的流程示意图，本实施例涉及的是控制器驱动逆变器向电机的任意两相施压激励电压，进而确定电机的漏感和第一时间常数的具体过程。如图1所示，本实施例的方法可以包括：S101、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三相异步电机参数的离线获取方法，其特征在于，所述方法包括：控制器驱动逆变器在不同的时间段对所述三相异步电机的任意两相施加激励电压，并采集所述三相异步电机在不同时间段根据所述激励电压所产生的响应电流；所述控制器根据所述激励电压、所述响应电流、以及第一等效电路，获得三相异步电机的漏感，并根据所述响应电流和第二等效电路，获得所述三相异步电机的第一时间常数；其中，所述第一等效电路为根据三相异步电机的Γ

【技术特征摘要】
1.一种三相异步电机参数的离线获取方法，其特征在于，所述方法包括：控制器驱动逆变器在不同的时间段对所述三相异步电机的任意两相施加激励电压，并采集所述三相异步电机在不同时间段根据所述激励电压所产生的响应电流；所述控制器根据所述激励电压、所述响应电流、以及第一等效电路，获得三相异步电机的漏感，并根据所述响应电流和第二等效电路，获得所述三相异步电机的第一时间常数；其中，所述第一等效电路为根据三相异步电机的Γ-1型等效电路并忽略所述三相异步电机的互感而得到的等效电路，所述第二等效电路为将所述第一等效电路中的电源等效成导线而得到的等效电路。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：所述控制器驱动所述逆变器在不同的时间段对所述三相异步电机的任意两相施加激励电流，并计算所述三相异步电机在不同的时间段根据所述激励电流所产生的响应电压；所述控制器根据所述激励电流、所述响应电压、以及第三等效电路，获得所述三相异步电机的定子电阻，并根据所述激励电流、以及第四等效电路，获得所述三相异步电机的第二时间常数；其中，所述第三等效电路为将所述Γ-1型等效电路中的漏感和互感均等效成导线而得到的等效电路，所述第四等效电路为将所述Γ-1型等效电路中的漏感和电源均等效成导线而得到的等效电路；所述控制器根据所述第一时间常数、所述第二时间常数、所述三相异步电机的漏感和定子电阻，获得所述三相异步电机的互感和转子电阻。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制器根据所述响应电流和第二等效电路，获得所述三相异步电机的第一时间常数，具体包括：在t0至ti时刻，所述控制器驱动所述逆变器对所述三相异步电机的任意两相施加第一激励电压，并获得t0至ti时间段内所述第一等效电路对应的第一响应电流，其中，所述i为任意的正数；当所述ti时刻对应的第一响应电流等于第一预设电流值时，所述控制器控制所述逆变器停止对所述三相异步电机施加第一激励电压，并获得ti至ti+1时间段内所述第二等效电路对应的第二响应电流；所述控制器根据所述ti至ti+1时间段内所述第二响应电流的积分、所述ti至ti+1时间段内所述第二响应电流的差值、以及所述第二等效电路，获得所述三相异步电机的第一时间常数。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述控制器根据所述激励电压、所述响应电流、以及第一等效电路，获得三相异步电机的漏感，具体包括：在ti+1至ti+2时刻，所述控制器驱动所述逆变器对所述三相异步电机的任意两相施加第二激励电压，并获得ti+1至ti+2时间段内所述第一等效电路对应的第三响应电流；当所述ti+2时刻对应的第三响应电流等于第二预设电流值时，所述控制器控制所述逆变器停止对所述三相异步电机施加第二激励电压；所述控制器根据所述ti+1至ti+2时间段内所述第二激励电压的积分、所述第三响应电流的差值、以及第一等效电路，获得所述三相异步电机的漏感。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述控制器根据所述激励电流、所述响应电压、以及第三等效电路，获得所述三相异步电机的定子电阻，具体包括：在t0至tj时刻，所述控制器驱动所述逆变器对所述三相异步电机的任意两相从零开始逐渐递变地施加第一激励电流，并计算t0至tj时间段对应的第一响应电压，其中，所述j为任意的正数；当tj至tj+1时间段对应的第一激励电流稳定在第三预设电流值时，所述控制器计算所述tj至tj+1时间段内所述第三等效电路对应的第二响应电压；在tj+1至tj+2时刻，所述控制器驱动所述逆变器对所述三相异步电机的任意两相从所述tj+1时刻对应的第一激励电流开始逐渐递变地施加第二激励电流，并获得所述tj+1至tj+2时间段对应的第三响应电压；当tj+2至tj+3时间段对应的第二激励电流稳定在第四预设电流值时，所述控制器计算所述tj+2至tj+3时间段内所述第三等效电路对应的第四响应电压；所述控制器根据所述tj至tj+1时间段的第一激励电流和第二响应电压、所述tj+2至tj+3时间段的第二激励电流和第四响应电压，以及所述第三等效电路，获得所述三相异步电机的定子电阻。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述控制器根据所述激励电流、以及第四等效电路，获得所述三相异步电机的第二时间常数，具体包括：在tj+3至tj+4时刻，所述控制器驱动所述逆变器对所述三相异步电机的任意两相逐渐递变地施加第三激励电流，所述第三激流电流为从所述tj+3时刻对应的第二激励电流开始逐渐地向与所述第二激励电流的反方向递变的电流；当所述tj+4时刻对应的第三激励电流等于第五预设电流值时，所述控制器驱动所述逆变器对所述三相异步电机的任意两相从所述tj+4时刻对应的第三激励电流开始逐渐递变地施加第四激励电流；当所述tj+5时刻对应的第四激励电流等于第六预设电流值时，所述控制器控制所述逆变器停止对所述三相异步电机施加所述第四激励电流；所述控制器根据所述tj+4至tj+5时间段内的第四激励电流的积分、第四激励电流的差值、以及第四等效电路，获得所述三相异步电机的第二时间常数。7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述控制器根据所述ti至ti+1时间段内所述第二响应电流的积分、所述ti至ti+1时间段内所述第二响应电流的差值、以及所述第二等效电路，获得所述三相异步电机的第一时间常数，具体为：所述控制器根据公式获得所述三相异步电机的第一时间常数；其中，所述Rk＝Rs+Rrref，所述Rs为所述三相异步电机的定子电阻、所述Rrref为所述Г-1型等效电路的转子等效电阻，所述Tk为所述三相异步电机的第一时间常数，Lσ'为所述Г-1型等效电路的漏感，所述iInt为所述ti至ti+1时间段内所述第二响应电流的积分，所述iDif为所述ti至ti+1时间段内的所述第二响应电流的差值。8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述控制器根据所述ti+1至ti+2时间段内所述第二激励电压的积分、所述第三响应电流的差值、以及第一等效电路，获得所述三相异步电机的漏感，具体为：所述控制器根据公式获得所述Г-1型等效电路的漏感Lσ'，并根据公式和公式获得所述三相异步电机的漏感Lσ；其中，所述uInt为所述ti+1至ti+2时间段内所述第二激励电压的积分，所述iDif为所述ti+1至ti+2时间段内所述第三响应电流的差值，所述Lm为所述三相异步电机的互感、所述Lrσ为所述三相异步电机的转子漏感，所述Lsσ为所述三相异步电机的定子漏感Lsσ。9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述控制器根据所述tj至tj+1时间段的第一激励电流和第二响应电压、所述tj+2至tj+3时间段的第二激励电流和第四响应电压，以及所述第三等效电路，获得所述三相异步电机的定子电阻，具体为：所述控制器根据所述公式获得所述三相异步电机的定子电阻；其中，所述Rs为所述三相异步电机的定子电阻，所述I1和所述U1分别为所述tj至tj+1时间段内所述三相异步电机的第一激励电流和第一响应电压，所述I2和所述U2分别为所述tj+2至tj+3时间段内所述三相异步电机的第二激励电流和第四响应电压。10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述控制器根据所述tj+4至tj+5时间段内的第四激励电流的积分、第四激励电流的差值、以及第四等效电路，获得所述三相异步电机的第二时间常数，具体为...

【专利技术属性】
技术研发人员：王雪迪，杨扬，杜继光，丛培城，
申请(专利权)人：中车大连电力牵引研发中心有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21