一种电机电感的测量方法技术

本发明专利技术提供一种电机电感的测量方法，该测量方法包括：触发电机电感检测功能；在特定时间施放正向电压或反向电压，高速采集电机电流信号数据；根据采集到的所述电机电流信号数据计算得到电机电感值；该测量方法还包括电机电感的补偿算法，通过特定额定电流施加于电机，获得相应多组数据并拟合，实现全调速范围内电机电感的补偿；通过本发明专利技术解决了目前电机电感测量不准的难题，在异步电机交流调速领域得到了更好的控制效果，简化了复杂的电机模型补偿功能，实现了全调速范围内电机电感的精确反馈。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供，该测量方法包括：触发电机电感检测功能；在特定时间施放正向电压或反向电压，高速采集电机电流信号数据；根据采集到的所述电机电流信号数据计算得到电机电感值；该测量方法还包括电机电感的补偿算法，通过特定额定电流施加于电机，获得相应多组数据并拟合，实现全调速范围内电机电感的补偿；通过本专利技术解决了目前电机电感测量不准的难题，在异步电机交流调速领域得到了更好的控制效果，简化了复杂的电机模型补偿功能，实现了全调速范围内电机电感的精确反馈。【专利说明】—种电机电感的测量方法
本专利技术涉及电机交流调速领域，尤指一种精确测量电机电感的测量方法。
技术介绍
随着异步变频调速带来的优越性，异步电机变频器由于其性能优、可节能的特点，在现代工业，特别是重工业过程生产过程中应用十分广泛。作为高性能变频调速最核心的一项参数，异步电机变频器对于异步电机对象特性的自动辨识、自我学习功能，是必须的过程，也是最重要的一部分。对于没有异步电机参数辨识功能或者自我学习功能较差的变频器来说，只能采用简单的电压/频率控制模式，无法完成高性能调试的要求，更无法满足大功率、精细的复杂流程控制。而在电机参数辨识过程中，难度最大、也是最核心的是对异步电机电感的检测和补偿算法；否则难以完成更加复杂的矢量控制算法，也就无法实现高性能异步变频调速过程。目前异步电机电感的检测和补偿算法存在以下问题中的一个或者几个:完全依赖电机生产厂商提供的出厂参数，不具备独立的检测和补偿功能；只能通过其他仪器进行离线检测，无法由变频器独立完成检测和补偿功能；只能进行静态的在线检测，测量数据在电机动态调速过程中偏差较大，无法进行有效的补偿；只能进行单个频率下的电机电感检测，无法得到全部调速范围内的电感值，补偿算法复杂且偏差较大，存在巨大的隐患，有可能导致调速失败；电机电感检测功能与补偿算法分离，产生固有的调节偏差，使得实际带载调速过程电机电感预估值与实际值偏差越来越大，有可能导致电机模型计算完全失效，以致于调速失败。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种精确测量电机电感的测量方法，利用异步电机定转子磁场特点，根据磁场学理论和欧姆定律，本专利技术专利通过变频器装置的固有触发特性，在特定时间段内对交流异步电机定子施加一连串的、特定编码的电压指令信号，与此同时同步开展三相电流信号采样，实现在线的、高精度、适用于全调速范围内的电机电感测量与补偿。本专利技术提供的具体如下:触发电机电感检测功能；在特定时间施放正向电压或反向电压，高速采集电机电流信号数据；根据采集到的所述电机电流信号数据计算得到电机电感值。本专利技术提供的更进一步还包括一种补偿算法，通过特定额定电流施加于电机，获得相应多组数据并拟合，实现全调速范围内电机电感的补偿。本专利技术的有益技术效果在于:不增加额外仪器，实现变频器数在线异步电机电感精确检测；简化电机电感辨识数据处理，实现快速、有效的补偿算法；在全调速范围内进行有效的电机电感值补偿；同时解决了目前电机电感测量不准的难题，在异步电机交流调速领域得到了更好的控制效果，简化了复杂的电机模型补偿功能，实现了全调速范围内电机电感的精确反馈。【专利附图】【附图说明】此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术的限定。在附图中:图1为本专利技术提供的电机电感的测量方法的流程图；图2为本专利技术提供的特定时间施放正向电压或反向电压波形图；图3为本专利技术提供的电机电感的测量系统图；图4为本专利技术提供的特定时间施放正向电压或反向电压衰减曲线图；图5为本专利技术提供的衰减函数曲线图。 【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明白，下面结合实施方式和附图，对本专利技术做进一步详细说明。在此，本专利技术的示意性实施方式及其说明用于解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。本专利技术实施例提供，以下结合附图对本专利技术进行详细说明。本专利技术所提供的电机电感的测量方法，包括:触发电机电感检测功能；在特定时间施放正向电压或反向电压，高速采集电机电流信号数据；根据采集到的所述电机电流信号数据计算得到电机电感值。请参考图1所示，本专利技术根据异步电机定转子磁场特点，磁场学理论和欧姆定律，通过变频器装置的固有触发特性，首先触发电机电感检测功能；然后在特定时间内对交流异步电机定子施加正向电压指令，而后取消正向电压，再另一特定时间施加反向电压，而后再取消反向电压，且与此同时同步开展三相电流信号采样，高速采集电机电流信号数据?’最后，根据采集到的电机电流信号数据通过拟合算法计算得到当前电机的电感值。请参考图2所示，本专利技术在完成特定时间施放正向电压或方向电压，具体如下所示:从图中可以看出，当前电机从初始零时刻开始，触发变频器内部电机参数辨识功能后，启动异步电机电感检测过程，并且开始高速采集电机定子绕组电流信号、编码器高精度定位信号。(此时在电机两端是不施加任何的电压信号，电机定子中没有任何残留磁场，同时也不存在任何外部大型磁场干扰，电机转子中也不存在任何残留磁场和感应磁场，电机转子不承受任何旋转磁场的磁力影响，电机转子处于完全的静止状态。以此防止任何干扰情况的出现。)在特定的h时刻，通过变频器内部逻辑触发部分，对电机某对定子绕组施加适当的正向电压U+，对异步电机定子绕组上产生电压阶跃冲击，电机定子绕组中电感分量阻碍电机定子绕组中电流的上升率，高速采集相关的电流上升曲线数据，用作为后期电机电感计算的部分数据来源。在一定电角度后，连续对电机其他两相定子施加相同的电压冲击信号，从而维持电机转子静止。在h时刻施加电压阶跃冲击后的h时刻，取消对应的正向电压，h时刻的选取非常重要，并且根据外部电机参数的不同，h时刻的选取也是不同的。h时刻的选择是非常重要的，因为电机定子绕组上的电压阶跃冲击时间太长，会导致电机定子磁场充分建立，电机绕组感应出磁场，定转子磁场相互作用，使得电机转子开始旋转，从而改变定子磁场大小，改变电机定子电流采样值的大小，从而影响电机电感测量精度，甚至导致电机控制模型的失败；电机定子绕组上的电压阶跃冲击时间太短，会导致电机定子中电流上升率，进而导致电机定子绕组中电流衰减过程，同时在固定的采样频率下，电流衰减时间太短会导致采样间隔相对太大，在进行数据拟合过程中采样误差太大，最终导致信号拟合失败，无法正确测量和估计电机电感实际值。在tl时刻撤销电压阶跃冲击后的t2时刻，对电机定子绕组施加适当的反向电压U—，开始对电机进行反向电压冲击，测量对应的电机定子电流，并时刻监控电机转子旋转情况，保证电机转子静止，电机内部磁场稳定。根据不同电机的参数不同，t2时刻的选取也不相同。反向电压U—的选取与正向电压U+激发的电流响应息息相关，在影响电机其他参数的同时，也是对第一次电压冲击的数据进行再次检验，实现了动态的电压调节。在t3时刻撤销反向电压冲击，保证电机转子静止，电机内部磁场稳定。从零时刻到t4时刻，是整个一次完整的电机电感检测过程，对三相电机定子绕组进行一系列的反复电压冲击，对相应的高速电流采样数据拟合和分析计算，也同时可以得到了全调速范围内的电流冲击响应，即可在线完成电机电感的精确测量。由于电机定子绕组的集肤效应和铁心涡流作用，在初始状态下从h时刻到h时刻电机定子励磁电压建立励磁磁场缓本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电机电感的测量方法，其特征在于，所述测量方法包括：触发电机电感检测功能；在特定时间施放正向电压或反向电压，高速采集电机电流信号数据；根据采集到的所述电机电流信号数据计算得到电机电感值。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘东，毛伟，闫向峰，于洋，王俊成，曹桂水，岳淳，
申请(专利权)人：北京京诚瑞达电气工程技术有限公司，中冶京诚工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：