异步电机参数辨识

文章编号:1009－2552(2013)06－0104－03中图分类号:TM343．2文献标识码:A异步电机参数辨识李敏，肖兵(华南理工大学自动化科学与工程学院，广州510640)摘要:对于异步电机控制系统，参数辨识的准确性和简易性是非常关键的一个环节。在传统异步电机试验原理的基础上，利用电机控制系统本身的资源，进行直流、单相交流、三相空载试验，然后根据变频器所检测到的电流、电压，经过傅里叶变换来实现对电机参数辨识。最后，根据辨识的参数，利用Matlab/Simulink进行了参数辨识与无速度传感器矢量控制系统的仿真，实验结果表明具有良好的动静态特性。关键词:异步电机;参数辨识;无速度传感器;矢量控制;Matlab/Simulink仿真IdentificationofasynchronousmotorparameterLIMin，XIAOBing(CollegeofAutomationScienceandEngineering，SouthChinaUniversityofTechnology，Guangzhou510640，China)Abstract:Forinductionmotorcontrolsystem，theaccuracyandsimplicityoftheparameteridentificationarecritical．Thispaperisbasedontheexperimentprincipleoftraditionalinductionmotor，useofmotorcontrolsystemitselfresources，todoDC，singlephaseAC，three-phasenoloadtest，andthen，detectthecurrent，voltagebytheinverter，doFouriertransformtoachieveidentificationofmotorparameters．Atlast，basedontheseparameters，byusingMatlab/Simulinksoftware，doparameteridentificationandspeedsensorlessvectorcontrolsystemsimulation，andtheexperimentalresultsshowthathaveagooddynamicandstaticcharacteristic．Keywords:asynchronousmotor;parameteridentification;speedsensorless;vectorcontrol;Matlab/Simulinksimulation0引言现如今，诸多异步电机控制策略中，应用最多的是矢量控制和直接转矩控制(DTC)。但这两种控制，在很大程度上依赖于异步电机本身参数。如果电机的一些参数出现失谐，特别是励磁时间常数以及互感，会大大降低异步电机驱动的性能［1］。而异步电机铭牌上不会给出相应的电机参数。因此，对异步电机参数的辨识是一个不容忽视的重点。异步电机的参数辨识分为离线辨识和在线辨识，在线辨识或多或少需要一些额外的设备，且实时性无法保证［2－3］。本文研究的方法是一种离线辨识方法，该方法可以利用变频器本身的资源来对电机参数进行辨识，只需对异步电机施加一定形式的电压激励，再根据异步电机的数学模型计算出各参数。1异步电机参数辨识方案利用变频器本身资源来进行参数辨识实验，异步电机变频调速主电路如图1所示。图1异步电机控制主电路收稿日期:2012－12－17作者简介:李敏(1987－)，男，硕士，研究方向为异步电机无速度矢量控制以及矩阵整流器。—401—参数辨识需要进行如下实验:直流试验、单相试验和空载试验［4］。其中直流试验辨识定子电阻Ｒs、单相试验辨识定子漏感Lσs、转子漏感Lσr和转子电阻Ｒr，而空载试验则可以获得互感Lm。1．1定子电阻辨识对异步电机施加直流电时，异步电机的电感相当于短路，此时逆变器的三相负载相当于三个电阻。需要注意的是，异步电机定子电阻阻值通常比较小，所以不能加太大的电压。根据等效电路，定子电阻为:Ｒs=Uab/1．5*Ia(1)三相电流、三相电压有如下关系:Ib=Ic=－0．5*Ia(2)Ub=Uc=－0．5*Ua(3)电压变换有:UαU[]β=101/槡32/槡[]3UaU[]b(4)可以得知Uβ=0，保证了B、C两相桥臂控制信号相同。为了使定子电流稳定，本文使用电流闭环，可得到很好的电流跟踪效果。当A相电流稳定时，得到A相电流Ia，A、B线电压Uab，由公式(1)可以得到定子电阻的值Ｒs。1．2转子电阻和漏感辨识转子电阻和定子、转子漏感是通过单相试验来获取的，并假设定子、转子漏感相等。