[发明专利]感应电机转子电阻估计方法及系统

说明书

本发明涉及一种感应电机转子电阻估计方法，包括：基于模型参考自适应系统为感应电机分别建立磁通量电流模型以及磁通量电压模型；在多个不同时刻分别测定定子温度；基于使磁通量电流模型、磁通量电压模型的输出之间的相位差为0，确定与多个不同时刻一一对应的转子电阻的估算值；基于转子电阻的估算值与定子温度之间的对应关系，计算转子温度与定子温度的温度比例；基于温度比例、当前定子温度、定子参考温度、转子参考电阻以及转子的材质来在线计算转子电阻。该方法不仅将电机运行的各种主要参数考虑在内，而且能够在电机低速区估算转子电阻，从而实现对转子电阻的更为精确的估计，且适用范围广、实施简单、执行效率高。

技术领域

本发明涉及感应电机技术领域，更具体地说，涉及一种感应电机转子电阻估计技术。

背景技术

在感应电机的磁通量控制中，转子电阻对最终的定向角度具有很大的影响。如果估算的磁通量角度与实际值失配或相差较大，感应电机就无法在转矩控制模式下产生所期望的转矩，并且在速度控制模式下工作时还需要更高的电流。

现有技术中存在一些转子电阻确定或估计方法。

较传统的方法是在锁定转子的情况下、采用50Hz的注入频率来确定转子电阻。这显然不准确，因为集肤效应，转子电阻会在不同的注入频率下改变；而实际中，转子铜条的工作频率往往小于额定滑动频率，通常为不超过10Hz。即使将注入频率设置到例如5Hz，也并不适用，因为过低频率会导致过热以致损伤电机，此外，过低频率也将导致定子主电感无法被忽略，从而失去锁定转子辨识参数的意义。

更常用的转子电阻估计方式是依赖于矢量控制系统理论，当电机工作于高速区时，这一方法能够相对更准确地估计转子电阻。然而，当工作于低转速、高转矩区时，转子电阻无法被准确估计。

因此，本领域技术人员期望获得一种能够克服上述缺陷的感应电机转子电阻估计方法。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种简单可靠的感应电机转子电阻估计方法，其既适用于高速区也适用于低速区。

为实现上述目的，本发明提供一种技术方案如下：

一种感应电机转子电阻估计方法，包括如下步骤：a)、基于模型参考自适应系统为感应电机分别建立磁通量电流模型以及磁通量电压模型；b)、在多个不同时刻分别测定定子温度；c)、基于使磁通量电流模型、磁通量电压模型的输出之间的相位差为0，确定与多个不同时刻一一对应的转子电阻的估算值；d)、基于转子电阻的估算值与定子温度之间的对应关系，计算转子温度与定子温度的温度比例；以及e)、基于温度比例、当前定子温度、定子参考温度、转子参考电阻以及转子的材质来在线计算转子电阻。

优选地，在步骤c)中，采用PI控制器对磁通量电流模型、磁通量电压模型的输出之间的相位差进行调节，使得相位差为0，以获得转子电阻的估算值。

优选地，步骤d)具体包括：绘制转子电阻对转子参考电阻的比例与定子温度之间的关系曲线；针对斜率进行统计运算；将统计运算的结果确定为温度比例。

优选地，步骤a)、b)、c)、以及步骤d)为在实验室环境中进行。

本发明还提供一种感应电机转子电阻估计系统，包括：磁通量计算模型单元，其基于模型参考自适应系统为感应电机分别建立磁通量电流模型以及磁通量电压模型；温度测定单元，其在多个不同时刻分别测定定子温度；以及中央处理单元，其与磁通量计算模型单元、温度测定单元分别耦合，并至少执行下列操作：基于使磁通量电流模型、磁通量电压模型的输出之间的相位差为0，确定与多个不同时刻一一对应的转子电阻的估算值；基于转子电阻的估算值与定子温度之间的对应关系，计算转子温度与定子温度的温度比例；以及基于温度比例、当前定子温度、定子参考温度、转子参考电阻以及转子的材质来在线计算转子电阻。