直线感应电机在线参数辨识方法，在间接磁场定向控制下，实现电机励磁电流与推力电流分量的闭环控制，并使励磁电流与推力电流分量相等。通过在线辨识算法，调整电机控制器中所用的次级时间常数值，改变控制器中给定的电机滑差频率及同步频率，使磁场定向的同步角度得到调整，在负载力矩保持恒定的稳态运行条件下，搜寻电机输入电流的最小值，使电机控制器中所用的次级时间常数逼近电机的次级时间常数真实值，实现电机次级时间常数的在线辨识。本发明专利技术可实现准确的直线感应电机间接磁场定向控制，不依赖于其它难以在线准确掌握的电机参数，能够避免边端效应、参数变化等对控制性能的影响，无需电机的输入电压分量，提高了参数在线辨识系统的实用性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术主要涉及直线感应电机控制领域，提出电机次级时间常数的一种在线辨识方法。该方法也可适用于旋转感应电机的在线辨识控制算法中。
技术介绍
直线感应电动机是一种普遍运用的直线电机，能够直接产生直线机械运动。但 由于结构特殊，存在边端效应，电机参数在运行中发生变化，导致磁场定向不准确，控制 效果变差，需要通过在线辨识的方法实时掌握电机参数。Z. R. Zhang等人在文献LIM dyn咖icperformance assessment from parameter identification. (IEEE Industry applicationssociety annual meeting,Vol. l，Aug，1993 :295—300.)中提出了一禾中直线感 应电机的参数在线辨识算法，对电机动态性能进行评估。该算法实时测量电机端口的电压、 电流，采用硬件电路计算基波分量，得到电机的动态阻抗，然后利用参数辨识算法实时更新 励磁电感Lm和次级电阻^。但是其提出的算法是基于电机稳态模型的，而且需要实时计算 电压、电流的基波分量，误差较大，应用不方便。 间接磁场定向控制是一种高性能的电机控制策略，能够实现磁链与转矩的解耦控 制，具有良好的动静态特性。在旋转电机的间接磁场定向控制中，转子磁链角度计算的准确 性受转子时间常数影响很大("转子"对应为直线感应电机中的"次级")，如果控制器中所 用的转子时间常数与实际电机的不同，将导致磁链角度计算错误，磁场定向发生偏差，使励 磁与转矩电流分量之间产生耦合，电机动态特性变差，损耗增加。实际上，在电机运行中，电 机内转子温升会导致转子电阻值发生变化，磁饱和效应也会改变电机电感以及转子时间常 数，从而使磁链角度计算错误，磁场定向发生偏差。因此，采用在线参数辨识，克服运行条件 造成参数变化的不利影响是旋转电机控制领域的重要研究课题，逐渐成为研究热点。 S. Wade等 人 在 文 献A new method of rotor resistance estimation forvector-controlled induction machines (IEEE Trans on Industry Electronics.， Vol. 44(2) ，1997 :247-257)中通过施加励磁电流分量短脉冲，判断转矩电流分量的 变化来辨识，缺点是收敛时间较长。K. T. Hung与R. D. Lorenz.在文献A rotor flux error-basedad即tive tuning approach for feedforward field oriented induction machine drives (Industry applications society annual meeting, Vol. 1， IEEE 1990: 589-594)中根据观测磁链的q轴分量是否为零来判断转子时间常数是否正确，该方 法计算复杂，而且对参数依赖性很大。J.K.Seol与S.K.Sul在文献Induction motor parameter tuning for highperformance drives(IEEE Trans on Industry Application. Vol. 37(1) ，2001 :35-41)中利用空载时转速调节器输出是否为零作为转子时间常数是否 准确的判据，无法在线自动辨识，需要人为干预判断。K. T皿gpimolrut与F. Z. Peng等人 在文献Robust vector control of induction motor without using stator and rotor circuit time constant. (IEEE Transon Industry Applications Vol. 30 (5)，1994 : 1241-1246)中通过电机电压、电流计算能量函数，采用简单的PI调节器辨识转子时间常数。计算基波电压需要低通滤波器，计算能量函数时还需要其他电机参数。A.B.Razzouk 等人在文献Implementation of DSP based realtime estimator of induction motors rotor time constant(IEEE Trans on PowerElectronics， Vol. 17(4)，2002 :534-542)中 采用推导的公式计算转子时间常数，不需要迭代，不产生发散，但是公式中参数较多，不适 合进行在线辨识，而且会影响辨识结果。M.W.Degner等人在文献Slip gain estimation in field oriented controlled inductionmachines using the system transient response(IEEE Trans on Industry applications, Vol. 42 (3) ， 2006 :702-711)中根据给 定电压动态响应趋势辨识转子时间常数。在给定转矩变化时，通过判断电压的瞬态过程 时间是否縮短来在线辨识转子时间常数，该方法能够自动搜索，需要采用窗函数滤波来获 取准确的定子电压量。M. W. Degner已申请美国专利Methodand system for rotor time constant timing in indirect field oriented control (专利号6566840B1, May20， 2003)与Method and system for controlling torque in a powertrain that includes an induction motor (专利号6646412B2, Nov. 11， 2003) 。 Vecchiotti等人申请的美国 专利Automatic fine-tuning of rotor time constant and magnetizingcurrent in field-oriented elevator motor drive (专利号5909018，Nov. 11， 2003)根据电梯上下运 行时电压分量的变化对转子时间常数进行在线辨识。 上述已有文献或专利中的方法有的依赖于电机励磁电感、漏感、电阻等其它电机 参数，而这些参数的在线准确掌握本身就很困难。有的计算复杂，不利于在线实施。而且大 多数是基于电压分量的计算方法，由于变频器驱动电机的电压为P丽波，获得准确的电压 基波分量较为困难。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的计算复杂、依赖其它难以在线准确掌握的电机 参数以及电机电压测量误差较大等缺点，提出一种直线感应电机次级时间常数在线辨识方 法。本专利技术能够在线辨识直线感应电机的次级时间常数，实现准确的间接磁场定向控制。本 专利技术不依赖于电机其它难以在线准确掌握的参数，不需要电机的电压分量，采用相对简单 且易于实现的在线方法，从而提高了在线辨识系统的实用性。 本专利技术在直线感应电机的间接磁场定向控制下，用以下滑差频率方本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种直线感应电机在线参数辨识方法，其特征在于，所述方法为根据所述的直线感应电机的励磁电流Ｉ↓［ｄ１］与推力电流分量Ｉ↓［ｑ１］计算磁场定向控制中直线感应电机的滑差频率ω↓［ｓｌ］，测量电机线速度，经变换得到转速角频率，然后将计算得到的滑差频率ω↓［ｓｌ］与转速角频率ω↓［２］求和，计算电机同步角频率，积分后得到同步角度θ，即次级磁链角度；再采用同步变换将电机电流矢量分解为励磁电流Ｉ↓［ｄ１］与推力电流分量Ｉ↓［ｑ１］，对励磁电流Ｉ↓［ｄｓ］与推力电流分量Ｉ↓［ｑｓ］进行闭环控制，并使励磁电流Ｉ↓［ｄｓ］与推力电流分量Ｉ↓［ｑｓ］相等；经过ＰＩ控制调节，得到逆变器输出电压矢量，然后进行ＰＷＭ调制，由逆变器输出相应的交流电压驱动所述的直线感应电机运行；采用在线辨识算法，调整电机控制器中所用的次级时间常数值，改变电机控制器中给定的电机滑差频率以及同步角频率，使次级磁场定向的同步角度θ得到调整，在负载力矩保持恒定的稳态运行条件下，电机输入电流随同步角度θ的调整而变化，在采用搜寻算法搜索电机输入电流最小值的过程中，辨识电机控制器中使用的次级时间常数，使该时间常数逼近电机中的时间常数真实值，从而实现电机参数在线辨识。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：任晋旗，李耀华，葛琼璇，王珂，张瑞华，陈峻岭，
申请(专利权)人：中国科学院电工研究所，
类型：发明
国别省市：11[]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。