在線測量異步電機轉子時間常數的方法及裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及異步電機控制技術領域，公開了一種在線測量異步電機轉子時間常數的方法及裝置。本發明專利技術中，控制異步電機以第一轉子時間常數在預設時間內做勻加速或勻減速運動；對異步電機的輸出轉矩進行采樣；根據采樣結果判斷第一轉子時間常數是否與實際轉子時間常數一致；如果第一轉子時間常數與實際轉子時間常數不一致，則按預設比例調整第一轉子時間常數，得到第二轉子時間常數；以第二轉子時間常數作為新的第一轉子時間常數驅動異步電機進行重復測量，直至新的第一轉子時間常數與實際轉子時間常數一致，有效避免了測量轉子時間常數存在的偏差，提高了轉子時間常數的測量精度，提升了異步電機的控制效果。

Method and device for on-line measuring rotor time constant of asynchronous motor

The invention relates to the technical field of asynchronous motor control, and discloses a method and an apparatus for on-line measuring the time constant of an asynchronous motor rotor. In the invention, the control of asynchronous motor in the first rotor time constant acceleration or uniform deceleration within a preset time constant; the output torque of the asynchronous motor sampling; according to the sampling results, determine the first rotor time constant with the actual rotor time constant; if the rotor time constant and the actual rotor time constant is inconsistent. According to the preset adjustment of the ratio of the first time constant of rotor, second rotor time constant; second rotor time constant of rotor time constant as the first new repeated measurements of asynchronous motor drive, until the new first rotor time constant and the actual rotor time constant, avoid the error of measurement of rotor time constant, improve the measurement accuracy of the rotor the time constant, improve the control effect of asynchronous motor.

【技術實現步驟摘要】
在線測量異步電機轉子時間常數的方法及裝置
本專利技術涉及異步電機控制
，特別涉及一種在線測量異步電機轉子時間常數的方法及裝置。
技術介紹
當前，異步電機的矢量控制方法可以分為直接矢量控制法和間接矢量控制法。概括來說，間接矢量控制法和直接矢量控制法在異步電機控制領域的應用都比較廣泛，各有優缺點。間接矢量控制法的特點是，變頻器控制異步電機的轉差角頻率，同時通過轉差角頻率來間接調整勵磁分量電流和轉矩分量電流。間接矢量控制法的控制效果依賴于電機參數，尤其是轉子時間常數。直接矢量控制法，不依賴于轉子時間常數，但是較難準確辨識磁鏈矢量，特別是在電機低速運行的情況下，辨識出的磁鏈矢量很有可能在幅值和位置上有較大的誤差，導致轉矩控制性能不理想?，F有技術中，可以獲取異步電機轉子時間常數的方法有兩大類，第一類是在工程實驗室由專業人員使用復雜和昂貴的儀器來分析和測試電機，由于這種方法運輸麻煩，耗時多，成本高，所以應用受到比較大的限制。第二類是變頻器對電機參數進行自學習，參數自學習的過程中變頻器將高頻諧波注入到待測異步電機中，注入的諧波包括高頻的正弦波或者方波轉矩電流參考信號，再測量反饋電流和反饋電壓等信號，然后通過公式計算出轉子時間常數。第二種方法是目前應用比較廣泛的一種方法。但在實現本專利技術的過程中，專利技術人發現：第二種方法中，算法所采用的電機數學模型都是理想化的數學模型，電機模型為了運算簡便忽略了很多非線性因素，導致模型與電機實際情況有一定的差距，并且電流、電壓測量存在誤差，由此計算出的轉子時間常數與實際值之間常常存在較大偏差，進而影響電機的控制效果；另外，變頻器對電機參數進行自學習的過程，一般都比較耗時，影響電機使用的方便性和高效性。專利技術人還發現：異步電機轉子的自感(互感和轉子漏感的總和)和轉子電阻會隨著異步電機的運行條件的改變而改變。由于導體電阻受集膚效應影響，轉子自感值隨著流過導體的電流的頻率的增加而減少，而轉子電阻值隨流過轉子導體電流的頻率的增加而增加。除了集膚效應，轉子電阻也隨著導體溫度的改變而改變，通常轉子的導體由銅線制成，所以轉子電阻隨著溫度的增加而增加。如果采用變頻器對電機進行高頻諧波注入來獲得轉子時間常數，那么在不同的轉速條件下(即流過轉子的電流頻率不同)和不同溫度條件下，要針對不同的運行條件進行多次高頻諧波注入，而高頻諧波注入的過程，電機是無法按照工作要求進行正常旋轉的，于是就導致高頻諧波注入參數自學習過程打斷電機的正常工作，而這往往是電機用戶所無法允許的，即便用戶允許，這樣的使用過程也過于繁瑣。
技術實現思路
本專利技術實施方式的目的在于提供一種在線測量異步電機轉子時間常數的方法及裝置，有效避免了測量轉子時間常數存在的偏差，提高了轉子時間常數的測量精度，提升了異步電機的控制效果。為解決上述技術問題，本專利技術的實施方式提供了一種在線測量異步電機轉子時間常數的方法，包括：控制異步電機以第一轉子時間常數在預設時間內做勻加速或勻減速運動；對異步電機的輸出轉矩進行采樣；根據采樣結果判斷第一轉子時間常數是否與實際轉子時間常數一致；如果第一轉子時間常數與實際轉子時間常數不一致，則按預設比例調整第一轉子時間常數，得到第二轉子時間常數；以第二轉子時間常數作為新的第一轉子時間常數驅動異步電機進行重復測量，直至新的第一轉子時間常數與實際轉子時間常數一致。本專利技術的實施方式還提供了一種在線測量異步電機轉子時間常數的裝置，包括：矢量控制器、采樣保持器、以及處理器，矢量控制器用于控制異步電機以第一轉子時間常數在預設時間內做勻加速或勻減速運動；采樣保持器用于對異步電機的輸出轉矩進行采樣；處理器包括：判斷模塊和調整模塊，判斷模塊用于根據采樣結果判斷第一轉子時間常數是否與實際轉子時間常數一致；調整模塊與判斷模塊連接，用于：第一轉子時間常數與實際轉子時間常數不一致時，按預設比例調整第一轉子時間常數，得到第二轉子時間常數；矢量控制器以第二轉子時間常數作為新的第一轉子時間常數驅動異步電機進行重復測量，直至新的第一轉子時間常數與實際轉子時間常數一致。本專利技術實施方式相對于現有技術而言，通過控制異步電機以第一轉子時間常數在預設時間內做勻加速或勻減速運動；對異步電機的輸出轉矩進行采樣；根據采樣結果判斷第一轉子時間常數是否與實際轉子時間常數一致；如果第一轉子時間常數與實際轉子時間常數不一致，則按預設比例調整第一轉子時間常數，得到第二轉子時間常數；以第二轉子時間常數作為新的第一轉子時間常數驅動異步電機進行重復測量，直至新的第一轉子時間常數與實際轉子時間常數一致，有效避免了測量轉子時間常數存在的偏差，提高了轉子時間常數的測量精度，提升了電機的控制效果。另外，對異步電機的輸出轉矩進行采樣，包括：對異步電機的輸出轉矩采樣偶數個樣本；根據采樣結果判斷第一轉子時間常數是否與實際轉子時間常數一致，包括：對前半部分樣本的輸出轉矩的絕對值累加得到第一數值，對后半部分樣本的輸出轉矩的絕對值累加得到第二數值；將第一數值與第二數值做差得到第三數值，將第一數值與第二數值做和并乘以第一系數得到第四數值；根據第三數值和第四數值判斷第一轉子時間常數是否與實際轉子時間常數一致，自動進行轉子時間常數的辨識，不需要專業工程人員參與，提升了異步電機的控制效果，能夠節省時間，提高效率。另外，第一時間常數為初始轉子時間常數時，如果第一轉子時間常數與實際轉子時間常數不一致，則按預設比例調整第一轉子時間常數，得到第二轉子時間常數，包括：第一轉子時間常數小于實際轉子時間常數時，將第一轉子時間常數乘以第二系數，得到第二轉子時間常數，其中第二系數為1和2之間的任一數值；第一轉子時間常數大于實際轉子時間常數時，將第一轉子時間常數乘以第三系數，得到第二轉子時間常數，其中第三系數為0和1之間的任一數值，在線測量異步電機轉子時間常數的裝置內部不使用理想化的電機數學模型，無需在線測量異步電機轉子時間常數的裝置對異步電機參數進行參數自學習，節省時間，提高效率。另外，第一時間常數非為初始轉子時間常數時，如果第一轉子時間常數與實際轉子時間常數不一致，則按預設比例調整第一轉子時間常數，得到第二轉子時間常數，包括：連續兩次測量中第一轉子時間常數小于實際轉子時間常數時，將第一轉子時間常數乘以第二系數，得到第二轉子時間常數，其中第二系數為1和2之間的任一數值；連續兩次測量中第一轉子時間常數大于實際轉子時間常數時，將第一轉子時間常數乘以第三系數，得到第二轉子時間常數，其中第三系數為0和1之間的任一數值；當前次測量與前一次測量的第一轉子時間常數與實際轉子時間常數的大小關系不一致時，取當前次的第一轉子時間常數與前一次的轉子時間常數的平均值作為第二轉子時間常數，自動獲取合適的異步電機轉子時間常數，從而使在線測量異步電機轉子時間常數的裝置控制異步電機的穩態和動態效果都更加優越。附圖說明圖1是本專利技術第一實施方式的異步電機的輸出轉矩波形示意圖；圖2是本專利技術第二實施方式的在線測量異步電機轉子時間常數的方法的流程示意圖；圖3是圖2中步驟S12的流程示意圖；圖4是圖2中步驟S13的流程示意圖；圖5是圖2中步驟S13的又一流程示意圖；圖6是本專利技術第三實施方式的在線測量異步電機轉子時間常數的方法的示意圖；圖7是本專利技術第四實施方式的在線測量異步電機本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種在線測量異步電機轉子時間常數的方法，其特征在于，包括：控制異步電機以第一轉子時間常數在預設時間內做勻加速或勻減速運動；對所述異步電機的輸出轉矩進行采樣；根據采樣結果判斷所述第一轉子時間常數是否與實際轉子時間常數一致；如果所述第一轉子時間常數與實際轉子時間常數不一致，則按預設比例調整所述第一轉子時間常數，得到第二轉子時間常數；以所述第二轉子時間常數作為新的所述第一轉子時間常數驅動異步電機進行重復測量，直至新的所述第一轉子時間常數與所述實際轉子時間常數一致。

【技術特征摘要】
1.一種在線測量異步電機轉子時間常數的方法，其特征在于，包括：控制異步電機以第一轉子時間常數在預設時間內做勻加速或勻減速運動；對所述異步電機的輸出轉矩進行采樣；根據采樣結果判斷所述第一轉子時間常數是否與實際轉子時間常數一致；如果所述第一轉子時間常數與實際轉子時間常數不一致，則按預設比例調整所述第一轉子時間常數，得到第二轉子時間常數；以所述第二轉子時間常數作為新的所述第一轉子時間常數驅動異步電機進行重復測量，直至新的所述第一轉子時間常數與所述實際轉子時間常數一致。2.根據權利要求1所述的在線測量異步電機轉子時間常數的方法，其特征在于，所述控制異步電機以第一轉子時間常數在預設時間內做勻加速或勻減速運動，包括：根據所述異步電機的銘牌參數計算初始轉子時間常數；以所述初始轉子時間常數作為所述第一時間常數控制異步電機在預設時間內做勻加速或勻減速運動。3.根據權利要求1所述的在線測量異步電機轉子時間常數的方法，其特征在于，所述對所述異步電機的輸出轉矩進行采樣，包括：對所述異步電機的輸出轉矩采樣偶數個樣本；所述根據采樣結果判斷所述第一轉子時間常數是否與實際轉子時間常數一致，包括：對前半部分樣本的輸出轉矩的絕對值累加得到第一數值，對后半部分樣本的輸出轉矩的絕對值累加得到第二數值；將所述第一數值與所述第二數值做差得到第三數值，將所述第一數值與所述第二數值做和并乘以第一系數得到第四數值；根據所述第三數值和所述第四數值判斷第一轉子時間常數是否與實際轉子時間常數一致。4.根據權利要求3所述的在線測量異步電機轉子時間常數的方法，其特征在于，所述第一轉子時間常數為初始轉子時間常數時，其中所述初始轉子時間常數為根據所述異步電機的銘牌參數獲取的轉子時間常數，所述根據所述第三數值和所述第四數值判斷第一轉子時間常數是否與實際轉子時間常數一致，包括：當所述第三數值的絕對值小于所述第四數值時，所述第一轉子時間常數與實際轉子時間常數一致；當所述第三數值大于所述第四數值時，所述第一轉子時間常數小于實際轉子時間常數；當所述第三數值小于所述第四數值取反后的值時，所述第一轉子時間常數大于實際轉子時間常數。5.根據權利要求3所述的在線測量異步電機轉子時間常數的方法，其特征在于，所述第一轉子時間常數非為初始轉子時間常數時，所述根據所述第三數值和所述第四數值判斷第一轉子時間常數是否與實際轉子時間常數一致，包括：當所述第三數值的絕對值小于所述第四數值時，所述第一轉子時間常數與實際轉子時間常數一致；否則，判斷當前次的所述第一轉子時間常數與所述實際轉子時間常數的大小關系是否與上一次的所述第一轉子時間常數與所述實際轉子時間常數的大小關系一致；如果當前次的所述第一轉子時間常數與所述實際轉子時間常數的大小關系與上一次的所述第一轉子時間常數與所述實際轉子時間常數的大小關系一致，且當所述第三數值大于所述第四數值時，則判斷為連續兩次測量中所述第一轉子時間常數小于所述實際轉子時間常數；如果當前次的所述第一轉子時間常數與所述實際轉子時間常數的大小關系與上一次的所述第一轉子時間常數與所述實際轉子時間常數的大小關系一致，且當所述第三數值小于所述第四數值時，則判斷為連續兩次測量中所述第一轉子時間常數大于所述實際轉子時間常數。6.根據權利要求1所述的在線測量異步電機轉子時間常數的方法，其特征在于，所述第一時間常數為初始轉子時間常數時，所述如果所述第一轉子時間常數與實際轉子時間常數不一致...

【專利技術屬性】
技術研發人員：金辛海，張揚，李武君，
申請(專利權)人：上海新時達電氣股份有限公司，上海辛格林納新時達電機有限公司，
類型：發明
國別省市：上海,31