一种异步电机转差估计方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及电机控制技术领域，公开了一种异步电机转差估计方法及系统。本发明专利技术中，异步电机转差估计方法，包含如下步骤：获取异步电机的参数；上述参数包含定子电阻、定子电感、转子电阻、转子电感与定子转子间的互感；获取异步电机的电压信息与电流信息，并将电压信息、电流信息分别转换到静止两相坐标系或者同步旋转坐标系下；根据异步电机的稳态方程、获取的参数、转换坐标系后的电压信息与转换坐标系后的电流信息，估计转差。与现有技术相比，可以脱离对电机控制方式的依赖，在各种电机控制方式下对转差进行准确地计算。

【技术实现步骤摘要】
一种异步电机转差估计方法及系统
本专利技术涉及电机控制
，特别涉及一种异步电机转差估计方法及系统。
技术介绍
异步电机控制通常需要转差信息。当采用转子磁链定向控制时，转差(ωsl)可以根据定子dq轴电流isd、isq和转子时间常数(Tr)获得，如下式所示：定子dq轴电流isd、isq可以通过实际电流值计算获得，转子时间常数(Tr)可以根据转子电阻(Rr)和转子电感(Lr)计算获得，如下式所示：转子电阻(Rr)和转子电感(Lr)可以通过离线辨识的方法获得。但是，上述估计转差的方法仅局限于转子磁链定向控制，若在其他控制方式下仍采用上述方法估计转差，就不能得到准确的结果。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种异步电机转差估计方法及系统，可以脱离对电机控制方式的依赖，在各种电机控制方式下对转差进行准确地计算。为解决上述技术问题，本专利技术的实施方式提供了一种异步电机转差估计方法，包含以下步骤：获取所述异步电机的参数；所述参数包含定子电阻、定子电感、转子电阻、转子电感与定子转子间的互感；获取所述异步电机的电压信息与电流信息，并将所述电压信息、电流信息分别转换到静止两相坐标系或者同步旋转坐标系下；根据所述异步电机的稳态方程、获取的所述参数、转换坐标系后的电压信息与转换坐标系后的电流信息，估计转差。本专利技术的实施方式还提供了一种异步电机转差估计系统，包含：参数获取单元、电压信息获取单元、电流信息获取单元、坐标系转换单元与转差估计单元；所述参数获取单元，用于获取所述异步电机的参数；所述参数包含定子电阻、定子电感、转子电阻、转子电感与定子转子间的互感；所述电压信息获取单元，用于获取所述异步电机的电压信息；所述电流信息获取单元，用于获取所述异步电机的电流信息；所述坐标系转换单元，用于将所述电压信息、所述电流信息分别转换到静止两相坐标系或者同步旋转坐标系下；所述转差估计单元，用于根据所述异步电机的稳态方程、所述参数、转换坐标系后的电压信息与转换坐标系后的电流信息，估计转差。本专利技术实施方式相对于现有技术而言，先获取异步电机的定子电阻、定子电感、转子电阻、转子电感与定子转子间的互感等参数，再获取异步电机的电压信息与电流信息，并将获取的电压信息与电流信息分别转换到静止两相坐标系或者同步旋转坐标系下；在静止两相坐标系或者同步旋转坐标系下，根据异步电机的稳态方程、获取的参数、转换坐标系后的电压信息与转换坐标系后的电流信息，估计转差。由于上述参数、电压信息、电流信息与稳态方程，均不依赖于电机的控制方式，也不依赖于转子磁链定向，所以，本专利技术可以脱离对电机控制方式的依赖，在各种电机控制方式下对转差进行准确地计算。另外，若在所述静止两相坐标系下，对鼠笼式异步电机进行转差估计，得出的转差为其中，ωsl为转差、Rr为转子电阻、Lr为转子电感、uαs为定子α轴电压、uβs为定子β轴电压、iαs为定子α轴电流、iβs为定子β轴电流、ωe为同步频率、Ls为定子电感；且Lm为定子转子间的互感；或者，若在所述同步旋转坐标系下，对鼠笼式异步电机进行转差估计，得出的转差为其中，uds为定子d轴电压、uqs为定子q轴电压、ids为定子d轴电流、iqs为定子q轴电流。附图说明图1是根据本专利技术第一实施方式的异步电机转差估计方法的流程图；图2是根据本专利技术第二实施方式的异步电机转差估计方法的流程图；图3是根据本专利技术第三实施方式的异步电机转差估计系统的框图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本专利技术各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。本专利技术的第一实施方式涉及一种异步电机转差估计方法，具体流程如图1所示，包含以下步骤：步骤101，获取异步电机的参数。其中，获取的参数包含定子电阻(Rs)、定子电感(Ls)、转子电阻(Rr)、转子电感(Lr)与定子转子间的互感(Lm)。在本步骤中，既可以通过测量的方式获取这些参数，也可以通过离线辨识的方式自学习得到这些参数。离线辨识应属于电机控制领域的常用技术，在此不再赘述。步骤102，获取异步电机的电压信息与电流信息。在本实施方式中，异步电机为三相交流电机，电机的电压信息为三相端电压信息，电流信息是三相相电流信息；其中，根据三相端电压可以计算出三相相电压。而且，在本实施方式中，电机的三相相电流(ias、ibs、ics)可以通过电流传感器采样获取；电机的三相端电压(uan、ubn、ucn)既可以用过电压传感器采样获取，也可以根据各相占空比和母线电压计算获取。电机的三相相电压可以根据三相端电压(uan、ubn、ucn)通过如下转换关系计算得到：其中，uas、ubs与ucs为电机的三相相电压。需要说明的是，本步骤中获取的三相电压信息与三相电流信息的参考坐标系均是静止三相坐标系。步骤103，将获取的电压信息、电流信息分别转换到静止两相坐标系下。其中，静止两相坐标系就是αβ坐标系。具体地说，通过如下转换关系分别将静止三相坐标系下的电压信息、电流信息分别转换到静止两相坐标系下其中，uαs、uβs分别是两相静止坐标系下的电压，iαs、iβs分别是两相静止坐标系下的电流。步骤104，将静止两相坐标系下的电压信息、电流信息分别转换至同步旋转坐标系下。其中，同步旋转坐标系就是dq坐标系。具体地说，通过如下转换关系分别将静止两相坐标系下的电压信息、电流信息分别转换到同步旋转坐标系下其中，uds、uqs分别是同步旋转坐标系下的电压，ids、iqs分别是同步旋转坐标系下的电流，θ＝ωet+θ0，ωe为同步频率，θ0为初始角度，t为时间。步骤105，根据异步电机的稳态方程、获取的参数、同步旋转坐标系下的电压信息与电流信息，估计转差。本实施方式中，以对鼠笼式异步电机进行转差估计为例，进行举例说明，具体如下：鼠笼式异步电机的稳态方程如下：uqs＝Rsiqs+ωeLsids+ωeLmidruds＝-ωeLsiqs+Rsids-ωeLmiqr0＝ωslLmids+Rriqr+ωslLridr0＝-ωslLmiqs-ωslLriqr+Rridr其中，idr为转子d轴电流，iqr为转子q轴电流。由如上的稳态方程，可以得到如下结果，udsids+uqsiqs＝Rs(ids2+iqs2)+KωeLmRr(ids2+iqs2)(1)udsiqs-uqsids＝-ωeLs(ids2+iqs2)+KωeLmωslLr(ids2+iqs2)(2)或其中，根据式(1)和式(2)，可以得到的转差表达式为：根据式(1)和式(3)，可以得到的转差表达式为：根据关系式(1)、(2)与(3)，可以得到的转差表达式为：即当电机处于低速发电状态时，由于电压较低，所以udsids+uqsiqs、udsiqs-uqsids都较小，特别是采用占空比和母线电压来估计三相端电压时，计算出的电压会有较大误差，从而使得udsids+uqsiqs和udsiqs-uqsids误差较大，这样转差表达式(4)和转差表达式(5)的分子分母都会有较大的误差，可能会导致计算出的转差精度较本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种异步电机转差估计方法，其特征在于，包含以下步骤：获取所述异步电机的参数；所述参数包含定子电阻、定子电感、转子电阻、转子电感与定子转子间的互感；获取所述异步电机的电压信息与电流信息，并将所述电压信息、电流信息分别转换到静止两相坐标系或者同步旋转坐标系下；根据所述异步电机的稳态方程、获取的所述参数、转换坐标系后的电压信息与转换坐标系后的电流信息，估计转差。

【技术特征摘要】
1.一种异步电机转差估计方法，其特征在于，包含以下步骤：获取所述异步电机的参数；所述参数包含定子电阻、定子电感、转子电阻、转子电感与定子转子间的互感；获取所述异步电机的电压信息与电流信息，并将所述电压信息、电流信息分别转换到静止两相坐标系或者同步旋转坐标系下；根据所述异步电机的稳态方程、获取的所述参数、转换坐标系后的电压信息与转换坐标系后的电流信息，估计转差；其中，所述异步电机为鼠笼式异步电机；在所述静止两相坐标系下，对鼠笼式异步电机进行转差估计，得出的转差为：其中，ωsl为转差、Rr为转子电阻、Lr为转子电感、uαs为定子α轴电压、uβs为定子β轴电压、iαs为定子α轴电流、iβs为定子β轴电流、ωe为同步频率、Ls为定子电感；且Lm为定子转子间的互感；在所述同步旋转坐标系下，对鼠笼式异步电机进行转差估计，得出的转差为其中，uds为定子d轴电压、uqs为定子q轴电压、ids为定子d轴电流、iqs为定子q轴电流。2.根据权利要求1所述的异步电机转差估计方法，其特征在于，在所述获取所述异步电机的参数的步骤中，通过测量的方式获取所述参数；或者通过离线辨识的方式自学习得到所述参数。3.根据权利要求1或2所述的异步电机转差估计方法，其特征在于，在所述获取所述异步电机的电压信息的步骤中，通过采样获取所述电压信息；或者根据各相占空比与母线电压计算所述电压信息；其中，所述电压信息为三相端电压。4.根据权利要求1或2所述的异步电机转差估计方法，其特征在于，在所述获取所述异步电机的电流信息的步骤中，通过采样获取所述电流信息。5.根据权利要求1所述的异步电机转差估计方法，其特征在于，在所述将所述电压信息、电流信息分别转换到同步旋转坐标系下的步骤中，包含如下子步骤：将所述电压信...

【专利技术属性】
技术研发人员：李柏松，陈伟，金辛海，蔡亮，
申请(专利权)人：上海新时达电气股份有限公司，上海辛格林纳新时达电机有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31