基于出厂数据和最大转矩公式的感应电动机参数辨识方法技术

本发明专利技术公开了基于出厂数据和最大转矩公式的感应电动机参数辨识方法，包括：建立电动机五参数模型，获取出厂数据，首先计算出定子电阻R1值；然后建立基于转差率s的电磁转矩T

【技术实现步骤摘要】
基于出厂数据和最大转矩公式的感应电动机参数辨识方法


[0001]本专利技术涉及电动机参数辨识
，特别涉及一种基于出厂数据和最大转矩公式的感应电动机参数辨识方法。

技术介绍

[0002]目前感应电动机参数辨识方法主要有试验法、在线识别法、出厂数据辨识法等。
[0003]IEC和IEEE标准都提出了从试验中获得感应电机等效电路参数的方法，但是，这种方法很难在大型电机和工业上那些已经安装的电机上实施，因为它们分别需要在额定频率和降低频率下进行空载和堵转测试。
[0004]在线识别技术需要使用统计学和专家系统来克服这些限制，然而，除非为实现更好的电机控制在驱动器的固件中嵌入这种计算，否则相关电机的分析通常需要特殊仪器。此外，此类方法也不能应用于未安装的电机。
[0005]相比而言，根据铭牌信息、制造商数据表或出厂检验报告确定电机等效电路参数的出厂数据辨识法是一种非常有效的方法，无需昂贵的测试或参数猜测。出厂数据法可分为解析法和迭代法。
[0006]现有的出厂数据辨识法，无论是解析法或迭代法，都存在着一些较明显的缺点：有的物理概念不够清晰，有的过于复杂耗时(需要多次迭代)，有的辨识结果不够精确(近似条件采用过多、约束条件不够精确)，有的则忽略了饱和和集肤效应，归纳起来主要有如下几点：
[0007](1)许多参数辨识方法并没有使用最大电磁转矩倍数这一表述电动机过载性能指标的重要参数；
[0008](2)定子电阻R1(或漏抗X1)与某个笼的转子电阻R'2(或漏抗X'2)之间、铁耗P
Fe
与旋转和杂散损耗P
rot+s
之间采用了恒定比例，比如某国外经典教材对漏抗X1、X'2采用了按经验值进行比例分配的方法，电动机分为A、B、C、D四类，不同类别X1和X'2采用不同的分配经验值，例如A类电机被描述为“正常启动转矩，正常启动电流”，对X1和X'2进行分配的经验值均为0.5。显然，依据固定比例分配参数值的参数辨识方法是不精确的。
[0009](3)将主流电机制造商一般不会提供的数据和曲线图应用于参数辨识，例如，制造商一般不会提供半载、四分之三负载时的功率因素、定子电流，一般也不提供功率因数、效率等随转差率或输出功率变化的曲线图；
[0010](4)忽略电机起动时饱和效应对参数的影响，把起动数据错误地应用于额定负载或最大转矩时的参数辨识场景；
[0011](5)忽略旋转和杂散损耗P
rot+s
，认为T
N
＝103P
N
/ω
mN
，其中ω
mN
为额定机械角速度；
[0012](6)应用103P
N
/(η
N
％)计算额定输入功率，但制造商出于宣传需要一般在技术数据表中将额定输出功率P
N
取为整数值(或尾数为0.5)，这就导致103P
N
值有可能大于额定机械功率计算值，从而带来较大误差；
[0013](7)用有效值代替相量方程中的复数电学量，将相量方程简化为代数方程；
[0014](8)将电磁转矩T
e
‑
转差率s曲线在0～s
N
段线性化，或者假设s在(1/2)s
N
～s
N
段线性变化；
[0015](9)近似认为其中I
10,ph
为空载相电流，I
1,ph
为定子相电流，I'
2,ph
为归算到定子侧的转子相电流；
[0016]目前缺乏一种基于出厂数据、物理概念清晰、少应用或不应用近似条件、采用精确的参数约束条件而非采用基于经验值的X1/X'2比例分配约束条件的感应电动机参数辨识解析方法，这对计算时效性要求较高、模型参数要求较高精度的应用场景(比如判定感应电动机在电压暂降期间的安全临界电压时)尤为重要。
[0017]因此，如何根据感应电动机出厂数据不依赖于参数分配经验值快速、精准地辨识电动机参数是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

[0018]本专利技术的目的在于提供一种至少部分解决上述技术问题的基于出厂数据和最大转矩公式的感应电动机参数辨识方法，该方法可以仅根据出厂数据、最大转矩公式隐含的参数约束条件而无须依赖参数分配经验值，快速、精准地辨识电动机参数。
[0019]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
[0020]本专利技术提供的基于出厂数据和最大转矩公式的感应电动机参数辨识方法，包括以下步骤：
[0021]建立感应电动机五阻抗参数模型；该五阻抗参数包括：定子电阻R1、定子漏抗X1、激磁电抗X
m
、归算到定子侧的转子电阻R'2和转子漏抗X
′2；
[0022]获取感应电动机出厂数据，包括技术数据表和出厂检验报告；
[0023]根据所述出厂检验报告中提供的定子绕组出线端端电阻值获取定子相电阻R1值；
[0024]建立基于转差率s的电磁转矩三系数(a0、a1、b0)模型，推导出系数a1与b0比例关系为常数；并获取临界转差率s
maxT
与三系数的关系式；
[0025]联立额定转差率s
N
和临界转差率s
maxT
一对运行点的电磁转矩数据、系数a1与b0的常数比例关系、临界转差率与三系数的关系式，建立4个方程的求解方程组，求解出系数a0、a1、b0值以及临界转差率s
maxT
值；
[0026]分别基于系数a0、b0的定义式，分别建立剩余四参数与a0、b0的第一、第二约束关系式模型；所述剩余四参数为X1、X
m
、R
′2和X
′2；
[0027]建立基于定子相电流I
1,ph
的电磁转矩模型，代入额定运行点数据：定子额定相电流I
1N,ph
、额定转差率s
N
、额定转矩T
N
，建立剩余四参数与额定运行点数据的第三约束关系式模型；
[0028]选择的最大转矩T
max
近似公式作为剩余四参数的约束条件，建立第四约束关系式模型；其中复系数实系数定子漏阻抗Z1＝R1+jX1，激磁阻抗Z
m
＝jX
m
；其中，j表示虚数单位；
[0029]联立第一、第二、第三和第四约束关系式模型建立剩余四参数求解方程组，获取
X
m
、R
′2、X1和X
′2值。
[0030]进一步地，联立第一、第二、第三和第四约束关系式模型建立剩余四参数求解方程组，获取X
m
、R
′2、X1和X
′2值，包括：
[0031]从前三个约束关系式模型获取R
′2、X1、X
′2与X
m
的参数关系；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于出厂数据和最大转矩公式的感应电动机参数辨识方法，其特征在于，包括以下步骤：建立感应电动机五阻抗参数模型；该五阻抗参数包括：定子电阻R1、定子漏抗X1、激磁电抗X
m
、归算到定子侧的转子电阻R
′2和转子漏抗X
′2；获取感应电动机出厂数据，包括技术数据表和出厂检验报告；根据所述出厂检验报告中提供的定子绕组出线端端电阻值获取定子相电阻R1值；建立基于转差率s的电磁转矩三系数(a0、a1、b0)模型，推导出系数a1与b0比例关系为常数；并获取临界转差率s
maxT
与三系数的关系式；联立额定转差率s
N
和临界转差率s
maxT
一对运行点的电磁转矩数据、系数a1与b0的常数比例关系、临界转差率与三系数的关系式，建立4个方程的求解方程组，求解出系数a0、a1、b0值以及临界转差率s
maxT
值；分别基于系数a0、b0的定义式，分别建立剩余四参数与a0、b0的第一、第二约束关系式模型；所述剩余四参数为X1、X
m
、R
′2和X
′2；建立基于定子相电流I
1，ph
的电磁转矩模型，代入额定运行点数据：定子额定相电流I
1N，ph
、额定转差率s
N
、额定转矩T
N
，建立剩余四参数与额定运行点数据的第三约束关系式模型；选择的最大转矩T
max
近似公式作为剩余四参数的约束条件，建立第四约束关系式模型；其中复系数实系数定子漏阻抗Z1＝R1+jX1，激磁阻抗Z
m
＝jX
m
；其中，j表示虚数单位；联立第一、第二、第三和第四约束关系式模型建立剩余四参数求解方程组，获取X
m
、R
′2、X1和X
′2值。2.根据权利要求1所述的基于出厂数据和最大转矩公式的感应电动机参数辨识方法，其特征在于，联立第一、第二、第三和第四约束关系式模型建立剩余四参数求解方程组，获取X
m
、R
′2、X1和X
′2值，包括：从前三个约束关系式模型获取R
′2、X1、X
′2与X
m
的参数关系；代入第四约束关系式模型，获得剩余四参数中的X
m
解析公式；依据R
′2、X1、X
′2与X
m
的参数关系和X
m
计算值，确定剩余四参数中的X1、R
′2和X
′2计算值。3.根据权利要求1所述的基于出厂数据和最大转矩公式的感应电动机参数辨识方法，其特征在于，所述选择的最大转矩T
max
近似公式作为剩余四参数的约束条件，是指采用m1为定子相数；ω
s
为电动机的同步角速度；U
1N，ph
为定子额定相电压；作为剩余四参数的约束条件；
所述精确约束条件是指，如果改用T
max
准确公式：其中其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙飞，陈伟，金之辉，毛晓桦，刘同礼，杨伟峰，殷文成，张晓林，刘东，应志平，李江涛，杨震，
申请(专利权)人：东南大学成贤学院，
类型：发明
国别省市：