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专利号: 2021101043644
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于相关函数法的异步电机转子电阻与漏感辨识方法,其特征在于:所述辨识方法包括以下步骤:

步骤1)施加正弦电压至某两相之间,检测相电流;通过PWM配置将电机C相悬空,并在在A、B两相上施加两个幅值相同,相位相反的正弦电压信号,使A、B两相之间产生一个正弦电压信号,待电流稳定后,检测电机A相电流;

步骤2)利用相关函数法处理电压和电流信号,获得电压和电流信号的幅值以及其相位差;

步骤3)考虑到逆变器非线性因素,处理电压和电流信号,辨识转子电阻与定转子漏感,通过阶跃给定两个不同幅值正弦电压信号计算出非线性电压误差ΔUR、ΔUL,并带入其原公式,从而得到精确的转子电阻与定转子漏感辨识值。

2.根据权利要求1所述基于相关函数法的异步电机转子电阻与漏感辨识方法,其特征在于,所述步骤1)中,施加正弦电压至某两相之间,检测相电流,获得两个幅值不同的电压信号和电流信号(uab1、uab2,ia1、ia2),过程如下:

1.1在单相实验中,通过PWM配置将电机C相悬空,构建等效H桥;然后,于在A、B两相上阶跃施加两个幅值相同,相位相反的正弦电压信号,使A、B两相之间产生一个正弦电压信号uab;

则获得A、B两相之间电压uab

uab(t)=Uasinω0t                              (2)式中,ua、ub分别为A、B两相电压,Udc为直流母线电压,Ua为在A、B两相间电压的幅值,ω0为任意角频率;

待电流稳定后,检测电机A相电流ia;

1.2在单相实验中,在不同时段向A、B两相之间分别施加两个不同幅值的正弦电压信号,其幅值分别为Uab_REF1、Uab_REF2;待电流稳定后,检测电机A相电流,分别获得A相电流ia1、ia2;

式中,uab1、uab2分别为两个幅值不同频率相同的正弦电压信号,其幅值分别为Uab_REF1、Uab_REF2,t1、t2分别为两个正弦信号时间变量。

3.根据权利要求2所述基于相关函数法的异步电机转子电阻与漏感辨识方法,其特征在于,所述步骤2)中,利用相关函数法处理电压电流信号的过程如下:由上述方法可以获得两个幅值不同的电压信号和电流信号(uab1、uab2,ia1、ia2),并对所得的电压信号和电流信号进行处理,这四个正弦信号在任意频率时表示形式如下:式中,Ia1、Uab_REF1为第一次采样的电流、电压信号幅值,Ia2、Uab_REF2为第二次采样的电流、电压信号幅值,θ11、θ21分别为第一次采样的A相电流ia1与AB两相间电压uab1的相位,θ12、θ22分别为第二次采样的A相电流ia2与AB两相间电压uab2的相位, 为第一次的干扰噪声信号, 为第二次的干扰噪声信号,其信号相关函数分别为式中,T为信号周期,理想情况下,噪声的完全随机性导致它与任何函数都不相关,即与信号不相关,以及噪声之间也不相关;它们之间的互相关函数为零,所以积分后得式中, 为相关函数 在τ=0时的相关函数值, 为相关函数在τ=0时的相关函数值,因此,其相位余弦值表达式为式中,θμ为ia1(t)、uab1(t)的相位差,θv为ia2(t)、uab2(t)的相位差;

而幅值和自相关函数的关系式为

式中, 为其正弦信号的零延时的自相关值。

4.根据权利要求3所述基于相关函数法的异步电机转子电阻与漏感辨识方法,其特征在于,所述步骤3)中,考虑逆变器非线性因素,辨识转子电阻与定转子漏感的过程如下:

3.1考虑到逆变器非线性因素,与直流实验相似,阶跃给定电压信号来消除逆变器在转子电阻的非线性电压误差,因此,在A、B两端分别给定Uab_REF1、Uab_REF2两个电压信号,其等效电阻Req在两种情况下表达式如下:式中,ΔUR为转子电阻上的非线性电压误差,Uab_REF1、Uab_REF2为给定的电压值,Uab_Real1、Uab_Real2为施加在转子电阻上的实际值;

通过式(11)得到ΔUR的表达式:将式(12)代入式(11)第一行中,得到等效电阻Req,因此,根据等效电路获得转子电阻的辨识值

式中, 为转子电阻辨识值,Rs为定子电阻且已知;

3.2考虑到逆变器非线性因素,阶跃给定电压信号来消除逆变器在漏感上的非线性误差,因此,在A、B两端分别给定Uab_REF1、Uab_REF2两个电压信号,其等效电抗Xeq在两种情况下表达式如下:

通过式(15)得到ΔUL的表达式:将式(16)代入式(15)某一项中,得到Xeq,因此,根据等效电路获得定转子漏感的辨识值式中, 为定转子漏感辨识值,ΔUL为漏感上的非线性电压误差。