异步电机参数的离线辨识实现

础洲脚=毗跳朋件异步电机参数的离线辨识实现RGa{izationOfOf-linePsrsmGtGrldGntifiC8tionfor}ndUCtionMOtor西南交通大学电气工程学院翟淑惠ZhaiShUhui摘要:近年来,矢量控制在交流调速领域应用越来越广泛,但其控制性能受电机参数的准确性影响本文旨在提出一套完整的离线辨识方案,检测电机参数,将其运用到交流调速实验平台仿真和物理实验证明,该方法辨识速度快!精度高!实用性强关键词:异步电机电机参数离线辨识Abstraet:晚etoreontrolhasbeenbroadlyusedintheareaofACsPeedeontrolinreeentyears,butaeeuratemotorParametersareneededtoimProvetheeontrolPerformanee.ThisPaPerelaboratesonParameteridenti石eationforvectoreontrolsystemusedinjnduCtionmo-tor.BasedonthesimulationsinSimulinkandexPeriments,eonelusion15madethatof-lineParameteridenti行eationo能rshighsPeed,highaeeuraeyandstrongPraetieality.Keywords:InduetionmotorMotorParametersOf-lineParameteridenti们eation[中图分类号]TM921[文献标识码IB文章编号1561一0330(2011)10一0066一031引言矢量控制的控制性能依赖较为精确的电机参数)尤其是一些重要的参数,如转子电阻!转子电感等,这些参数不可直接测量,且对电机控制影响较大如果与实际值不符,控制性能会大打折扣近年来,关于参数变化对控制性能的影响的讨论层出不穷而如何获得较为准确和实用的电机参数更是研究的目的所在现有的参数辨识主要包括在线辨识和离线辨识在线辨识可在控制过程中实时调整各参数取值,但是计算量大,对处理器性能有要求,因此在实际应用中,离线辨识较为简便易行,可以满足一般调速系统的要求通过电机学常规实验获得电机参数是传统的实验方法,这种方法所用仪表和设备较多,实验过程繁琐,很难获得准确结果本文提出一套辨识方案,可实现对以上参数的辨识,不需增加额外硬件,简便易行2异步电机离线辨识原理离线辨识的实验思想来自于常规的电机学实验中短路实验!空载实验等,这种离线检测方法不需要外加硬件,具有简单快速,较为准确的特点2.1参数辨识电路的硬件结构交流调速的硬件平台如图l所示主电路由不控整流电路,直流滤波电容,三相逆变器及异步电机组成其中不控整流为二极管整流,三相逆变器由IGBT封装模块构成逆变电路输出接星形连接的异步电机该平台控制板的核心为定点数字信号处理器(DsP),可采集电压!电流及速度等信号2.2定子电阻辨识原理本方法在传统的直流伏安法基础上改进,通过硬件平台方便的测定电玉乙飞乙几厂l}几厂1{汀}{-玉乙飞乙口l{图1硬件平台66T日EWORLDOF一Nv1RTERS砷哪叭伸添毓自阻为T,管加高频脉冲信号,T4!T恒开通,TZ!T,!TS恒关断,由于电感对直流电压相当于短路发至T.管的脉冲占空比必须很小,使得通过定子绕组的电流在额定电流以内设脉冲占空比为D,则加在定子绕组上的电压平均值为(UdcD)对于星接的绕组,定子电阻计算如下:Rr-转子电阻;X一电抗;可近似认为转子电感与定子电感相等,可得:ls,二lrl二X4二f(4)尺一旦些些旦1.51(l)式中:D一脉冲占空比;Udc一母线电压;1一定子电流;调整占空比D使定子电流逼近额定电流,然后通过上式计算定子电阻直流电压和定子电流的采集和处理均由DSP内部AD完成由于定子电流是周期性变化的,因此采用一周期内多次采集求平均值的方法,减小误差2.3电感及转子电阻的辨识为模拟常规实验中的堵转实验,提出一种实验方案:即向异步电机提供单相交流电,在两相绕组间施加正弦脉宽波形(SPWM波),此时转子堵转,电机的电磁转矩为O通过测量相关物理量,算取电感及转子电阻实现如下:T,!T:恒关断,T3!T;!T,!T组成单相电路实际实验中需要要设皿合理的死区时间防止上!下桥臂直通定子电流到达额定值时对定子电流采样,经傅氏分解,可得到一meoss和xmsine,转子电阻和电感如下:2.4互感的辨识互感辨识通过空载实验实现当电机空载运行时,电机转速基本上为同步转速,转差率接近于0,电机转子回路相当于开路用电压空间矢量SvPwM控制电机运行于空载状态,频率为一固定频率,对定子电流进行采样,经傅氏分解,可得到Imeoss和ImsinG