本发明专利技术公开了一种基于无功功率的感应电机转子磁场相位在线校正方法，包括：对待检测的交流感应电机驱动系统执行采样，并获得系统状态变量信息；当驱动系统处于稳态运行时，根据系统状态变量信息来计算此时的无功功率偏差；将计算出的无功功率偏差与设定的无功功率偏差阈值相比较，并当无功功率偏差超出所设定的阈值时，启动搜索寻优过程并根据无功功率偏差的变化趋势来确定搜索方向及搜索步长，相应按照所寻优的搜索步长来实时调整转子电气时间常数，由此实现磁场相位在线校正过程。通过本发明专利技术，能够以高效率、便于操作的方式实现对转子磁场相位更为精确的计算及实时校正，并对电机参数尤其是电阻参数的变化具备很强的鲁棒性。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，包括：对待检测的交流感应电机驱动系统执行采样，并获得系统状态变量信息；当驱动系统处于稳态运行时，根据系统状态变量信息来计算此时的无功功率偏差；将计算出的无功功率偏差与设定的无功功率偏差阈值相比较，并当无功功率偏差超出所设定的阈值时，启动搜索寻优过程并根据无功功率偏差的变化趋势来确定搜索方向及搜索步长，相应按照所寻优的搜索步长来实时调整转子电气时间常数，由此实现磁场相位在线校正过程。通过本专利技术，能够以高效率、便于操作的方式实现对转子磁场相位更为精确的计算及实时校正，并对电机参数尤其是电阻参数的变化具备很强的鲁棒性。【专利说明】
本专利技术属于机电一体化的电机控制
，更具体地，涉及。
技术介绍
交流感应电机高速化驱动系统的工作原理是基于转子磁场的定向控制，因此磁场相位的准确获取是实现磁场与力矩解耦控制的基础。对于感应电机而言，转子磁场是通过定、转子电流感应产生的，磁场方向的确定通常需要建立相应的磁链观测器，磁场相位观测的准确性依赖于观测器中使用的电机参数是否准确。在间接转子磁场定向控制方案中，采用电流模型计算转子磁场相位，转子电气时间常数是否准确对磁场相位观测影响很大。然而，当感应电机在较宽的频率范围运行时，其电感参数会随着磁场的调节而变化，其电阻参数也会随着电机绕组温度的变化而改变，在此情况下，交流感应电机转子电气时间常数易受到电机磁场和电机温度变化的影响。若电流模型中采用的转子电气时间常数观测值无法实时跟随真实的转子电气时间常数的变化，会导致磁场相位计算产生偏差，进而对交流感应电机驱动系统的控制性能产生直接的不利影响。相应地，在电机控制
中存在着以下的技术需求，即寻找一种新型的转子电气时间常数检测方式，并在不易受到电机参数影响的情形下实现对感应电机转子磁场相位的准确计算及实时校正过程。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或技术需求，本专利技术提供了，其中通过对影响转子磁场相位观测准确性的主要因素进行研究和分析，相应采用无功功率作为衡量指标来判断所观测的磁场位置与实际磁场位置是否发生偏离，进而执行在线搜索及调整转子电气时间常数，由此能够以高效率、便于操作的方式实现对转子磁场相位更为精确的计算及实时校正，并对电机参数尤其是电阻参数的变化具备很强的鲁棒性。为实现上述目的，按照本专利技术，提供了，其特征在于，该方法包括下列步骤:(a)对待检测的交流感应电机驱动系统执行采样，并获得包括电压矢U电流矢量ζ和电机同步电角速度在内的系统状态变量信息；(b)当驱动系统处于稳态运行时，根据步骤(a)所获得的系统状态变量信息来计算此时的无功功率偏差Qm ;(c)将计算出的无功功率偏差Qot与设定的无功功率偏差阈值Qctki相比较，并当无功功率偏差Qot超出所设定的偏差阈值Qotci时，执行以下过程:(Cl)根据预设的搜索步长参考值ATrt，将搜索步长ΔTr；初始化为ATr0/m,其中m被赋值为2~4，然后启动搜索；(c2)在搜素过程中，实时判断连续两次所计算出的无功功率偏差Qot是否更接近于O:若是，则转步骤(C3);若否，则转步骤(c4): (c3)将搜索步长赋值为Λ Tr= Δ Tr+ Δ Trt/n，其中η被赋值为4~8，继续执行搜索，然后转至步骤(d);(c4)将搜索步长赋值为ATr=-ATrflAi,继续执行反向搜索，然后转至步骤(d)；(d)利用步骤(C)所确定的搜索步长来计算和实时调整转子电气时间常数观测值/由此实现感应电机转子的磁场相位在线校正过程。LO014] 作为进一步优选地,所述m等于2, η等于8。作为进一步优选地，所述预设的搜索步长参考值ATrt优选被设定为转子电气时间常数初始辨识值的10%。总体而言，按照本专利技术的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优占-^ \\\.1、通过采用无功功率作为衡量指标，在磁场相位在线校正过程中对电机参数具备较低的依赖性，尤其对电阻参数的变化具备很强的鲁棒性，实践测试表明，能够以高效率、便于操作的方式实现对转子磁场相位高精确的计算及实时校正；2、由于在电机的实际运行过程中，其转子电气时间常数的变化范围易于预知且相对于初始辨识值的变化不会太大，因此按照本专利技术的在线校正方法能够保证其寻优的收敛速度；3、此外，由于采用电流模型来观测计算转子磁场相位，对于因电机参数变化导致的转差频率计算偏差具有较强的抑制能力，可使磁场相位观测偏差增大到一定角度后稳定不变，而不会无限增大；相应地，上述方法能够实时跟踪电机参数的变化，准确获得转子磁场的相位，在较大程度上改善磁场相位观测的准确性。【专利附图】【附图说明】图1是按照本专利技术的磁场相位在线校正方法的工艺流程图；图2是用于感应电机转子磁场定向控制的T-1型等效电路示意图。【具体实施方式】为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如前所述地，当感应电机在较宽的频率范围运行时，影响电机转子磁场相位观测准确性的主要因素包括:转子电气时间常数I；发生变化、忽略铁耗的影响等。其中铁耗的影响只在电机频率达到一定程度后才凸显出来，而且关于铁耗的补偿是相当困难的，不可回避地面临着铁耗等效电阻Rft的辨识问题，而转子电气时间常数I；的变化在整个运行区间对磁场相位的观测影响都较大，其变化规律相对来说也比较明了，下面对I；变化的在线补偿方法做具体的推导:如图2中所示，励磁支路吸收的无功功率Q被定义如下，其中I；表示感应电机的转子反电动势，Is表示电流矢量:【权利要求】1.，其特征在于，该方法包括下列步骤: Ca)对待检测的交流感应电机驱动系统执行采样，并获得包括电压矢量€、电流矢量ξ和电机同步电角速度在内的系统状态变量信息； (b)当驱动系统处于稳态运行时，根据步骤(a)所获得的系统状态变量信息来计算此时的无功功率偏差Qmt ； (c)将计算出的无功功率偏差Qm与设定的无功功率偏差阈值Qmtl相比较，并当无功功率偏差Qm超出所设定的偏差阈值Qotci时，执行以下过程: (Cl)根据预设的搜索步长参考值ATrt，将搜索步长Λ?；初始化为Λ?^/m，其中m被赋值为2~4，然后启动搜索； (c2)在搜素过程中，实时判断连续两次所计算出的无功功率偏差Qm是否更接近于O:若是，则转步骤(c3);若否，则转步骤(c4): (c3)将搜索步长赋值为Λ r= Δ Tr+ Δ Tr0/n,其中η被赋值为4~8，继续执行搜索，然后转至步骤(d)； (c4)将搜索步长赋值为AI；=_ATrt/m，继续执行反向搜索，然后转至步骤(d)； (d)利用步骤(C)所确定的搜索步长来计算和实时调整转子电气时间常数观测值^，由此实现感应电机转子的磁场相位在线校正过程。2.如权利要求1所述的感应电机转子磁场相位在线校正方法，其特征在于，所述m等于2，且η等于8。3.如权利要求1或2所述的感应电机转子磁场相位在线校正方法，其特征在于，所述预设的搜索步长参考值ATrt优选被设定为转子电气时间常数初始辨识值的10%。【文档编号】H02P21/14GK103475295SQ2013103753本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于无功功率的感应电机转子磁场相位在线校正方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：（a）对待检测的交流感应电机驱动系统执行采样，并获得包括电压矢量电流矢量和电机同步电角速度ωe在内的系统状态变量信息；（b）当驱动系统处于稳态运行时，根据步骤（a）所获得的系统状态变量信息来计算此时的无功功率偏差Qerr；（c）将计算出的无功功率偏差Qerr与设定的无功功率偏差阈值Qerr0相比较，并当无功功率偏差Qerr超出所设定的偏差阈值Qerr0时，执行以下过程：（c1）根据预设的搜索步长参考值ΔTr0，将搜索步长ΔTr初始化为ΔTr0/m，其中m被赋值为2～4，然后启动搜索；（c2）在搜素过程中，实时判断连续两次所计算出的无功功率偏差Qerr是否更接近于0：若是，则转步骤（c3）；若否，则转步骤（c4）：（c3）将搜索步长赋值为ΔTr=ΔTr+ΔTr0/n，其中n被赋值为4～8，继续执行搜索，然后转至步骤(d)；（c4）将搜索步长赋值为ΔTr=?ΔTr0/m，继续执行反向搜索，然后转至步骤（d）；（d）利用步骤（c）所确定的搜索步长来计算和实时调整转子电气时间常数观测值由此实现感应电机转子的磁场相位在线校正过程。FDA0000372057840000011.jpg,FDA0000372057840000012.jpg,FDA0000372057840000013.jpg...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：赵云，宋阿妮，李叶松，
申请(专利权)人：武汉华中数控股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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