一种三相感应电机参数检测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种三相感应电机参数检测方法，包括：对三相感应电机进行直流实验以检测定子电阻；对电机进行多次不同电流频率下的堵转实验并利用定子电阻以检测拟合电感和拟合电阻，拟合电阻值在电流频率小于或等于阈值时为常数，电流频率大于阈值时为电流频率的函数；根据拟合电感、拟合电阻和定子电感计算得到转子电阻、转子电感和定转子互感，其中定子电感是对电机进行三相空载实验而检测得到的。本发明专利技术还公开了一种三相感应电机参数检测装置。通过上述方式，本发明专利技术能够考虑到集肤效应的影响，拟合电阻值在电流频率大于阈值时为电流频率的函数，提高检测结果的精确度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电机领域，特别是涉及一种三相感应电机参数检测方法及装置。
技术介绍
三相感应电机又称异步电机，是由气隙旋转磁场与转子绕组感应电流相互作用产生电磁转矩，从而实现机电能量转换为机械能量的一种交流电机，具有结构简单、制造容易、价格低廉、运行可靠、坚固耐用等优点。三相感应电机是一个高阶、非线性、强耦合、多变量系统，其可控性较差。在三相感应电机控制方法中，应用较多的是矢量控制。矢量控制是将三相感应电机的定子电流矢量进行坐标转换，从而分解为产生磁场的电流分量(励磁电流)和产生转矩的电流分量(转矩电流)分别加以控制，并同时控制两分量间的幅值和相位，即控制定子电流矢量。矢量控制需要求得转子磁链的相位以定向，才能进行坐标变换。实际应用中多利用电机电压、电流、转速的信息来计算磁链的幅值和相位，这对三相感应电机参数依赖性很高。如果三相感应电机的某些参数与实际不符，会造成控制性能下降甚至出现故障。随着转子电流频率的升高，转子导条的涡流效应将使得转子电流被挤向导条的上层，导致导条中的电流分布不均匀，这就是集肤效应。集肤效应引起转子电阻的增加，使得三相感应电动机的转子电阻在不同频率下是变化的。而现有技术中三相感应电机参数检测并未考虑集肤效应的影响，造成检测得到的转子电阻可能与实际值不符。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供一种三相感应电机参数检测方法及装置，能够解决现有技术中三相感应电机参数检测未考虑集肤效应的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：提供一种三相感应电机参数检测方法，包括：对三相感应电机进行直流实验以检测定子电阻；对电机进行多次不同电流频率下的堵转实验并利用定子电阻以检测拟合电感和拟合电阻，拟合电阻值在电流频率小于或等于阈值时为常数，电流频率大于阈值时为电流频率的函数；根据拟合电感、拟合电阻和定子电感计算得到转子电阻、转子电感和定转子互感，其中定子电感是对电机进行三相空载实验而检测得到的。其中，拟合电阻值和电流频率之间的关联函数为二次函数。其中，对电机进行多次不同电流频率下的堵转实验并利用定子电阻以检测拟合电感和拟合电阻包括：对电机进行多次不同电流频率下的堵转实验，获取电机的等效电阻，其中至少两次实验的电流频率小于或等于阈值；根据电流频率小于或等于阈值的实验结果计算得到拟合电感和拟合电阻：其中k为拟合电感，R为拟合电阻，f1、f2为电流频率且均小于或等于阈值，Rm1＝Req1-Rs，Rm2＝Req2-Rs，Req1、Req2为对应的等效电阻，Rs为定子电阻；利用以下式(3)根据电流频率大于阈值的实验结果计算得到拟合电阻：其中k为计算得到的拟合电感，Rm＝Req-Rs，Req为对应的等效电阻，Rs为定子电阻。其中，获取电机的等效电阻包括：获取矢量控制系统中的两相同步旋转坐标系电压Ud、Uq和电流Id、Iq；根据电压和电流计算等效电阻：其中Req为等效电阻。其中，根据拟合电感、拟合电阻和定子电感计算得到转子电阻、转子电感和定转子互感包括：转子电感Lr等于定子电感Ls等于对电机进行三相空载实验而获取电机的等效电感，定转子互感转子电阻其中，获取电机的等效电感包括：获取矢量控制系统中的两相同步旋转坐标系电压Ud、Uq和电流Id、Iq；根据电压和电流计算等效电感：其中f为电流频率。其中，拟合电阻值和电流频率之间的关联函数是使用最小二乘法对拟合电阻值与电流频率进行函数拟合而得到的。其中，进一步包括：根据函数计算拟合电阻的估算值，根据估算值计算得到估算的等效电阻，计算估算的等效电阻与检测结果之间的误差。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的另一个技术方案是：提供一种三相感应电机参数检测装置，包括：处理器和检测电路，处理器连接检测电路，检测电路还连接三相感应电机；处理器用于控制检测电路对电机进行直流实验以检测定子电阻；控制检测电路对电机进行多次不同电流频率下的堵转实验并利用定子电阻以检测拟合电感和拟合电阻，拟合电阻值在电流频率小于或等于阈值时为常数，电流频率大于阈值时为电流频率的函数；根据拟合电感、拟合电阻和定子电感计算得到转子电阻、转子电感和定转子互感，其中定子电感是控制检测电路对电机进行三相空载实验而检测得到的。其中，检测电路为控制电机的矢量控制电路。本专利技术的有益效果是：通过对电机进行多次不同电流频率下的堵转实验检测得到拟合电阻，拟合电阻与转子电阻成正比，考虑到集肤效应的影响，拟合电阻值在电流频率大于阈值时为电流频率的函数，提高检测结果的精确度。附图说明图1是三相感应电机的T-I等效电路图；图2是本专利技术三相感应电机参数检测方法第一实施例的流程图；图3是本专利技术三相感应电机参数检测方法第三实施例的流程图；图4是本专利技术三相感应电机参数检测方法第四实施例中矢量控制系统的示意图；图5是本专利技术三相感应电机参数检测方法一实施例中拟合电阻值与电流频率之间关联函数拟合结果的示意图；图6是本专利技术三相感应电机参数检测装置第一实施例的结构示意图。具体实施方式三相感应电机的T-I等效电路图如图1所示，其中s为转速差、Rs为定子电阻、Rr为转子电阻、Ls为定子电感、Lr为转子电感、Lm为定转子互感，定子电阻、转子电阻、定子电感、转子电感和定转子互感为5个需要检测的电机参数。通过控制通入的电流Is进行多次实验，每次实验检测电压Us，可以计算出X-X’端口看进去的电机等效阻抗，从而得到电机参数。如图2所示，本专利技术三相感应电机参数检测方法第一实施例包括：S1：对三相感应电机进行直流实验以检测定子电阻。直流实验是对电机通直流电流，电感对直流电流相当于短路，因此计算出的电机等效阻抗即为定子电阻。S2：对电机进行多次不同电流频率下的堵转实验并利用定子电阻以检测拟合电感和拟合电阻。堵转实验是对电机通单相交流电流，根据电磁感应原理，此时定子磁场将不会进行圆周旋转，定子磁场无法在转子三相绕组中感生出三相对称的正弦电流，从而使转子堵转，堵转时转子转速为0，转速差s＝1。根据实验结果计算出拟合电感，拟合电阻，其中拟合电阻与转子电阻成正比。实验结果可以是指电机的等效电阻、等效电感或者等效阻抗。当电流频率较低时，可以忽略集肤效应的影响认为转子电阻值保持不变；随着电流频率的升高，集肤效应使得转子电阻值变大。由于拟合电阻与转子电阻成正比，当电流频率小于或者等于阈值时，拟合电阻值为常数，电流频率大于阈值时拟合电阻值为电流频率的函数。在本专利技术一个实施例中，拟合电阻值和电流频率之间的关联函数是使用最小二乘法对拟合电阻值与电流频率进行函数拟合而得到的。一般而言，拟合得到的关联函数为二次函数。S3：对电机进行三相空载实验以检测定子电感。三相空载实验是对电机通三相交流电流，并且转子轴上不带负载，此时转子转速近似等于定子电流旋转速度，则转速差s可近似为0，图1等效电路中的电阻相当于开路，检测得到的电机等效电感等于定子电感。S4：根据拟合电感、拟合电阻和定子电感计算得到转子电阻、转子电感和定转子互感。在三相感应电机中，认为转子电感与定子电感相等。根据拟合电感和转子电感可以计算得出定转子互感，根据定转子互感、转子电感和拟合电阻可以计算得出转子电阻。转子电阻值与拟合电阻值类似，在电流频率小于或等于阈值时为常数，电流频率大于阈值时为电流频率的函数。需要注意的是，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三相感应电机参数检测方法，其特征在于，包括：对三相感应电机进行直流实验以检测定子电阻；对所述电机进行多次不同电流频率下的堵转实验并利用所述定子电阻以检测拟合电感和拟合电阻，所述拟合电阻值在所述电流频率小于或等于阈值时为常数，所述电流频率大于阈值时为所述电流频率的函数；根据所述拟合电感、所述拟合电阻和定子电感计算得到转子电阻、转子电感和定转子互感，其中所述定子电感是对所述电机进行三相空载实验而检测得到的。

【技术特征摘要】
1.一种三相感应电机参数检测方法，其特征在于，包括：对三相感应电机进行直流实验以检测定子电阻；对所述电机进行多次不同电流频率下的堵转实验并利用所述定子电阻以检测拟合电感和拟合电阻，所述拟合电阻值在所述电流频率小于或等于阈值时为常数，所述电流频率大于阈值时为所述电流频率的函数；根据所述拟合电感、所述拟合电阻和定子电感计算得到转子电阻、转子电感和定转子互感，其中所述定子电感是对所述电机进行三相空载实验而检测得到的。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述拟合电阻值和所述电流频率之间的关联函数为二次函数。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对所述电机进行多次不同电流频率下的堵转实验并利用所述定子电阻以检测拟合电感和拟合电阻包括：对所述电机进行多次不同电流频率下的堵转实验，获取所述电机的等效电阻，其中至少两次实验的电流频率小于或等于所述阈值；根据电流频率小于或等于所述阈值的实验结果计算得到所述拟合电感和拟合电阻：k=Rm1((Rm2Rm1-1)f12f22f22-f12-(Rm2Rm1-1)f2+f12)f12+(Rm2Rm1-1)f12f22f22-f12-(Rm2Rm1-1)f12---(1)]]>R=k(Rm2Rm1-1)f12f22f22-f12-(Rm2Rm1-1)f12---(2)]]>其中k为所述拟合电感，R为所述拟合电阻，f1、f2为电流频率且均小于或等于所述阈值，Rm1＝Req1-Rs，Rm2＝Req2-Rs，Req1、Req2为对应的等效电阻，Rs为所述定子电阻；利用以下式(3)根据电流频率大于所述阈值的实验结果计算得到所述拟合电阻：R2-(kf)2RmR+(kf)2=0---(3)]]>其中k为计算得到的所述拟合电感，Rm＝Req-Rs，Req为对应的等效电阻，Rs为所述定子电阻。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述获取所述电机的等效电阻包括：获取矢量控制系统中的两相同步旋转坐标系电压Ud、Uq和电流...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐宝桃，黄盛桦，张青，
申请(专利权)人：福建睿能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35