[发明专利]基于无功功率的转子时间常数在线调整系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及电机控制领域，具体是涉及一种基于无功功率的转子时间常数在线调整系统及方法。

背景技术

感应电机是指利用定转子之间靠电磁感应作用，在转子内感应电流以实现机电能量转换的电机，感应电机一般用作电动机。感应电机在工业中应用广泛。在间接磁场定向中，转子时间常数是一个关键参数，如果定向控制用转子时间常数和电机真实值不一致，将会导致电机磁场定向不准，电机定子电流磁链分量和转矩分量出现耦合等问题。在电机运转的过程中，励磁和温度的变化都会使得转子时间常数不断变化，转子时间常数随着电机励磁而不断变化的转子电感可以通过离线标定后在线调整，而受温度影响的转子电阻也难以直接获取。

目前，要解决转子时间常数不准的问题，可以在变频器的内部程序中加入一些适应性算法，在变频器运行过程中，实时校正转子时间常数。但是，目前的适应性算法都较为复杂，将其转化成实际工程可用的方法有一定难度，而且对于一些低端变频器来说，其电机参数识别功能也较弱，往往难以辨识出，正确的时间常数。因此在现场调试中，根据测试数据快速地获取正确的转子时间常数是非常重要和有一定难度的问题。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种基于无功功率的转子时间常数在线调整系统及方法。本发明通过比较实际无功功率Q和观测无功功率Q_S的大小，来调整转子时间常数T_r。

本发明提供一种基于无功功率的转子时间常数在线调整系统，该系统包括电机控制器，所述电机控制器包括实际无功功率计算模块、观测无功功率计算模块和T_r调整模块；

所述实际无功功率计算模块用于：计算感应电机的实际无功功率Q；

实际无功功率Q的计算公式为：

其中，为感应电机定子电压矢量，为感应电机定子电流矢量，表示矢量叉乘，u_sd为感应电机定子电压矢量在d轴的投影，u_sq为感应电机定子电压矢量在q轴的投影，i_sq为感应电机定子电流矢量在q轴的投影，i_sd为感应电机定子电流矢量在d轴的投影；

所述观测无功功率计算模块用于：计算感应电机的观测无功功率Q_S；

观测无功功率Q_S的计算公式为：

其中，ω_s为感应电机定子合成磁场旋转角速度，L_s为感应电机定子侧等效电感，L_m为感应电机转子侧等效电感，L_r为感应电机转子侧等效电感；

所述T_r调整模块用于：比较实际无功功率Q和观测无功功率Q_S的大小，根据实际无功功率Q和观测无功功率Q_S的比较结果，调整感应电机转子时间常数T_r。

在上述技术方案的基础上，所述观测无功功率Q_S的计算公式的推导过程如下：

在感应电机的转子磁场定向后，ψ_r＝ψ_rd，ψ_rq＝0，感应电机转子侧电压u_r为0，u_sd的计算公式为：

u_sd＝R_si_sd+pψ_sd-ω_sψ_sq(3)

其中，R_S为感应电机定子侧等效电阻，p表示求微分，ψ_Sd为感应电机定子磁链矢量在d轴的投影，ψ_sq为感应电机定子磁链矢量在q轴的投影，ψ_r为感应电机转子磁链，ψ_rd为感应电机转子磁链矢量在d轴的投影，ψ_rq为感应电机转子磁链矢量在q轴的投影；

u_sq的计算公式为：

u_sq＝R_si_sq+pψ_sq+ω_sψ_sd(4)

其中，ψ_sq为感应电机定子磁链在q轴的投影；

感应电机转子侧电压u_r矢量在d轴的投影u_rd的计算公式为：