专利名称：一种实现异步电机定转子电阻测量的方法
技术领域：
本发明涉及异步电机技术领域，具体涉及一种实现异步电机定转子电阻测量的方法。
背景技术：
交流调速系统是指以交流电机为控制对象，对电机的输出转矩和转速进行调节的新型传动系统。与直流调速系统相比，交流调速系统具有良好的牵引性能，功率因素高，体积小，重量轻，运行可靠等优点。交流调速系统正逐步取代直流调速系统，广泛应用工业生产，国民生活和国家国防的各个领域。
目前工业领域应用极为广泛的交流调速系统为电压型逆变器+异步电机的驱动形式，异步电机交流调速系统在国民经济各个领域得到极为广泛的应用，为实现异步电机精确的转速或转矩控制，一般采用矢量控制或直接转矩控制算法，这些控制算法的控制效果直接依赖于异步电机电机模型计算的准确性，而要实现异步电机模型的精确计算，则需要准确的电机参数，因此异步电机参数准确性直接影响系统的控制效果。但是电机生产厂家给出的参数为铭牌参数或设计参数，同时由于电机制造工艺等因素，同一批次的电机其参数也会存在差别，特别是异步电机参数中的定转子电阻因受环境温度的变化而变化，所以系统每次从静止状态开始运行前，需要对其进行辨识以得到当前环境温度下定转子电阻的真实值。
传统的电机参数测量方法为需要在电机上施加一定的力矩形成电机堵转或者采用额定频率空载运行测量法，进行异步电机定转子电阻的测量。但是在实际工程应用中，在某些工况下，不容许电机进行堵转或空载运行，因此无法实现对异步电机定转子电阻进行快速准确测量，进而影响交流调速系统的控制效果。发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的是提供一种实现异步电机定转子电阻测量的方法， 以解决现有技术中无法在异步电机静止状态下，实现对异步电机定转子电阻的准确测量。
为解决上述问题，本发明提供的技术方案如下
—种实现异步电机定转子电阻测量的方法，所述异步电机的输入端与逆变器相连，所述方法包括
将所述逆变器中开关器件的内阻、所述异步电机的定子电阻以及所述异步电机与所述逆变器连接电缆的电缆电阻之和作为所述异步电机的等效定子电阻；
在所述异步电机静止状态下，向所述异步电机的任两相之间施加两次大小不同的固定电流，采集逆变器理论输出电压，根据所述固定电流、所述逆变器理论输出电压，获得所述等效定子电阻；
根据所述等效定子电阻，获得所述逆变器在不同电流值下的逆变器误差电压；
在所述异步电机的任一相上施加正弦激励理论电压，在所述正弦激励理论电压的5过零点开始采集该相的电机电流，获得一个周期内该相的电机电流采样值；
根据所述逆变器误差电压以及所述正弦激励理论电压，获得一个周期内该相的电机实际电压采样值；
对所述电机电流采样值以及电机实际电压采样值分别进行离散傅里叶变换，获得电机电流的基波成分以及电机实际电压的基波成分；
根据所述电机电流的基波成分以及所述电机实际电压的基波成分，获得所述异步电机的转子电阻。
相应的，所述向所述异步电机的任两相之间施加两次大小不同的固定电流，采集逆变器理论输出电压，根据所述固定电流、所述逆变器理论输出电压，获得所述等效定子电阻，包括
向所述异步电机的任两相之间施加两次大小不同的固定电流I1以及i2 ;
在施加电流I1时，对电流I1进行PI调节，在所述异步电机稳定状态下，采集逆变器理论输出电压U1 ；
在施加电流i2时，对电流i2进行PI调节，在所述异步电机稳定状态下，采集逆变器理论输出电压U2 ；
根据所述固定电流I1以及i2、所述逆变器理论输出电压U1以及U2，获得所述等效定子电阻V s
权利要求
1.一种实现异步电机定转子电阻测量的方法，其特征在于，所述异步电机的输入端与逆变器相连，所述方法包括 将所述逆变器中开关器件的内阻、所述异步电机的定子电阻以及所述异步电机与所述逆变器连接电缆的电缆电阻之和作为所述异步电机的等效定子电阻； 在所述异步电机静止状态下，向所述异步电机的任两相之间施加两次大小不同的固定电流，采集逆变器理论输出电压，根据所述固定电流、所述逆变器理论输出电压，获得所述等效定子电阻； 根据所述等效定子电阻，获得所述逆变器在不同电流值下的逆变器误差电压； 在所述异步电机的任一相上施加正弦激励理论电压，在所述正弦激励理论电压的过零点开始采集该相的电机电流，获得一个周期内该相的电机电流采样值； 根据所述逆变器误差电压以及所述正弦激励理论电压，获得一个周期内该相的电机实 际电压采样值； 对所述电机电流采样值以及电机实际电压采样值分别进行离散傅里叶变换，获得电机电流的基波成分以及电机实际电压的基波成分； 根据所述电机电流的基波成分以及所述电机实际电压的基波成分，获得所述异步电机的转子电阻。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述向所述异步电机的任两相之间施加两次大小不同的固定电流，采集逆变器理论输出电压，根据所述固定电流、所述逆变器理论输出电压，获得所述等效定子电阻，包括 向所述异步电机的任两相之间施加两次大小不同的固定电流I1以及“; 在施加电流I1时，对电流I1进行PI调节，在所述异步电机稳定状态下，采集逆变器理论输出电压U1 ； 在施加电流i2时，对电流i2进行PI调节，在所述异步电机稳定状态下，采集逆变器理论输出电压U2 ； 根据所述固定电流I1以及i2、所述逆变器理论输出电压U1以及U2，获得所述等效定子电阻V s 1"I - a, Rs = —X—- 2I1 - U
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述等效定子电阻，获得所述逆变器在不同电流值下的逆变器误差电压，包括 向所述异步电机的任两相之间施加不同电流值的电流im，im = 1,2, ···, imax, imax为所述异步电机额定最大电流； 在施加电流im时，对电流im进行PI调节，在所述异步电机稳定状态下，采集不同电流值下的逆变器理论输出电压Um ； 根据所述等效定子电阻V s、所述不同电流值的电流im、所述不同电流值下的逆变器理论输出电压IV获得所述逆变器在不同电流值下的逆变器误差电压Aumiim I,.^uetTjm =7Um_RSXim °L
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述获得所述逆变器在不同电流值下的逆变器误差电压Aum,imB，还包括对所述不同电流值的电流im和所述逆变器在不同电流值下的逆变器误差电压Aumiim进行曲线拟合，获得所述不同电流值的电流im和所述逆变器在不同电流值下的逆变器误差电压Λ uOT, iD1之间的非线性关系Δ Uerr，im f (im) ο
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述在所述异步电机的任一相上施加正弦激励理论电压，在所述正弦激励理论电压的过零点开始采集该相的电机电流，获得一个周期内该相的电机电流采样值，包括在所述三相异步电机的任一相上施加正弦激励电压u u = UmSin(COt),式中，ω为所述正弦激励电压的角频率，t为时间；在所述正弦激励理论电压u的过零点开始采集该相的电机电流，设在第一个周期内均匀采集m个点的电机电流值为…，i^)，在第二个周期内均勻的采集m个点的电机电流值为Q2,I，“,2，“,3，···，“,■!!)，…，在第η个周期内均勻的采集m个点的电机电流值为…，in, J，其中，m和η为正整数；获得一个周期内该相的电机电流采样值I [k] 式中
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述逆变器误差电压以及所述正弦激励理论电压，获得一个周期内该相的电机实际电压采样值，包括所述根据所述逆变器误差电压Auot, im对对应的所述正弦激励理论电压u进行修正，设在第一个周期内均匀的采集m个点的电压值为(U1YU1^Uu3,…，Uum),在第二个周期内均匀的采集m个点的电压值为(U2^U2VU2i3, U2jm),,…，在第η个周期内均匀的采集m个点的电流值为(UnYU1^Um3,…，un,m)，其中，m和η为正整数；获得一个周期内该相的电机实际电压采样值U[k]U[k] = [U1, U2,…，Um], 式中
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述对所述电机电流采样值以及电机实际电压采样值分别进行离散傅里叶变换，获得电机电流的基波成分以及电机实际电压的基波成分，包括对所述电机电流采样值I [k]进行离散傅里叶变换，获得电机电流的基波成分x(l)
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据电机电流的基波成分以及所述电机实际电压的基波成分，获得所述异步电机的转子电阻，包括 所述根据电机电流的基波成分x(l)以及所述电机实际电压的基波成分y (I)，获得所述电机实际电压的基波成分y(l)以及所述电机电流的基波成分χ(1)的比值Z:
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括 根据所述电机实际电压的基波成分y(l)以及所述电机电流的基波成分χ(1)的比值Z，获得所述异步电机的漏感L。
全文摘要
本发明公开了一种实现异步电机定转子电阻测量的方法，用于在电机静止状态下电机定转子电阻快速测量，该方法包括向异步电机任两相间施加两次大小不同的电流，采集逆变器理论输出电压，获得等效定子电阻；根据等效定子电阻，获得逆变器在不同电流值下的逆变器误差电压；在异步电机的任一相上施加正弦激励理论电压，在正弦激励理论电压的过零点开始采集该相的电机电流，获得一个周期内该相的电机电流采样值；根据逆变器误差电压以及正弦激励理论电压，获得一个周期内该相的电机实际电压采样值；对电机电流采样值及电机实际电压采样值进行离散傅里叶变换，获得其基波成分；根据电机电流及电机实际电压的基波成分，获得异步电机的转子电阻。
文档编号G01R27/14GK102928672SQ201210417930
公开日2013年2月13日 申请日期2012年10月26日 优先权日2012年10月26日
发明者刘可安, 尚敬, 倪大成, 刘勇, 梅文庆, 江平 申请人:南车株洲电力机车研究所有限公司