[发明专利]一种电机参数检测方法及电机参数检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电机参数检测方法及电机参数检测装置。

背景技术

感应电机具有结构简单，转子上无绕组，制造方便，价格便宜，维修简单，使用寿命长等优点，因此应用场合非常广泛。随着电力电子技术和现代控制理论的发展，高性能感应电机调速系统应运而生。一般地，高性能感应电机调速系统常采用变频器的矢量控制算法或者无速度传感器算法，而这些电机控制算法的性能依赖于其中所使用到的电机参数的准确程度，如果电机参数不准确，将直接导致控制性能指标下降甚至导致变频器故障。因此，如何准确的获取感应电机参数成为高性能电机控制算法的关键。

电机参数检测方法主要有在线检测和离线检测两种方法。在线检测方法由于过程复杂，程序计算量大，从而要求处理器具有较高的处理速度，对系统硬件要求严格，难以在工程上得到实用。

常规的感应电机离线参数测量方法需要对电机进行空载实验和堵转实验。但是，在电机带有机械负载的特殊情况下，则无法进行空载实验。这时需要将电机与负载完全脱离，而这常常是麻烦的，并且如果待控制的电机是负载的机械结构的组成部分，则有时甚至是不可能的。

对于前面提到的问题，基于变频器、转子静止的感应电机离线检测方法从上世纪九十年代前期就开始研究了。感应电机参数包括：定转子电阻、定转子漏感和励磁电感(又称定转子互感)。图1给出了转子静止时的感应电机等效电路图，其中：r₁为定子电阻，r₂为转子电阻，L_m为励磁电感，ω为电流角频率，L_l1为定子漏感，L_l2为转子漏感。向感应电机通入不同频率的设定电流i₁，检测电机定子电压U₁，经过一定的算法即可计算出电机参数。

采用变频器对电机参数进行测量时，出于减少成本的考虑，一般不使用电压传感器，而是采用检测直流母线电压结合变频器器输出开关组合来重构输出电压，即定子电压。由于变频器输出开关器件的死区时间的影响，定子电压检测存在比较大的误差，尤其是在输入电压较低时，误差影响更大。为了减小定子电压误差的影响，现有的转子静止电机参数检测方法中，常通过一些电压补偿措施来提高参数检测的准确度。但在实际应用中，由于开关器件的非线性，很难精准地补偿电压误差。另一种减小电压误差影响的方法是加大电压，但加大电压需同时提高电流频率，这样在检测转子阻抗时，会由于集肤效应产生误差。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种电机参数检测方法和电机参数检测装置。

为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种电机参数检测方法，使所述电机的其中一相绕组开路；

检测电机定子电阻步骤：在电机的另外两相之间施加脉冲直流电压，检测电机定子电阻；

检测电机转子时间常数步骤：在电机的另外两相之间施加阶跃直流电压，测量不同时刻以及该时刻的电流值并得出电流-时间线性方程，将零时刻的电流值以及所述电机定子电阻代入电流-时间线性方程得出转子时间常数的近似值。

一种电机参数检测装置，包括电机定子电阻检测单元和电机转子时间常数检测单元，

所述电机定子电阻检测单元在电机的其中一相绕组断开时在电机的另外两相之间施加脉冲直流电压，检测电机定子电阻；

所述电机转子时间常数检测单元在电机的其中一相绕组断开时在电机的另外两相之间施加阶跃直流电压，测量不同时刻以及该时刻的电流值并得出电流-时间线性方程，并根据零时刻的电流值以及所述电机定子电阻得出转子时间常数的近似值。

本发明相对于上述现有技术，其有益效果在于：本发明提供了一种感应电机转子静止情况下的电机参数离线检测方法和电机参数检测装置，只需依次在电机的两相之间施加不同频率的电流或电压，并通过减小电压误差和集肤效应的影响来达到电机参数检测的高精确度，并且先测量电机定子电阻，利用电机定子电阻值测量电机转子时间常数，减少了计算步骤，提升了工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是现有技术中电机转子静止时的等效电路图；

图2是本发明实施例的电机参数离线检测的控制框图；

图3是本发明实施例的电流阶跃响应波形示意图；

图4是本发明实施例的高频下感应电机等效电路示意图；

图5是本发明实施例感应电机等效阻抗图。