专利名称：感应电机励磁参数的测量装置及方法
技术领域：
本发明涉及电机控制领域，特别涉及一种测量感应电机励磁参数的装置及方法。
背景技术：
如
图1所示，感应电机(IM) —般采用典型T型稳态等效电路进行描述。其中，Rs为定子电阻为转子电阻山。3为定子绕组漏感；L 为转子绕组漏感；Lm为励磁电感;s为滑差;定子绕组自感Ls = Lm+Los ;转子绕组自感L = Lm+Lor ;US为相电压；IS为相电流；Im为励磁电流。在实际应用中，感应电机作为被控对象，由功率变换器实现转子磁链定向的高性能矢量控制，更多采用T-1I型等效感应电路，如图2所示。其中RS、Rr, S、Us和Is的含义同上，在此不再赘述。L。为总漏感；L' m为励磁电感；Γ m为励磁电流。需要说明的是，T型和T-1I两种等效电路完全等价，T-1I型等效电路是从保持转子总磁链不变的角度进行折算，两种等效电路参数间关系为=Rs保持不变；
权利要求
1.一种感应电机励磁参数的测量装置，其特征在于，包括 控制单元、功率变换器和励磁参数计算单元； 所述功率变换器，用于向所述感应电机测试相提供测试电流，且所述功率变换器的输出保持所述感应电机静止； 所述控制单元，设有用于指示测试电流的电流指令，调节所述功率变换器提供的测试电流趋近或等于所述电流指令，且控制所述功率变换器的输出维持所述感应电机静止； 所述励磁参数计算单元，接收所述感应电机测试相的电压信号以及测试电流的信号，计算所述励磁参数。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制单元包括 比较器，设有所述电流指令，接收所述测试电流的采样信号，并与所述电流指令进行比较，输出电流信号误差； 调节器，接收所述电流信号误差，调节功率变换器提供的所述测试电流趋近于所述电流指令和维持所述功率变换器输出使感应电机静止。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述调节器包括测试相调节器和信号变换器； 所述测试相调节器，接收所述电流信号误差，输出一测试相电压指令，用于指示所述功率变换器输出的测试相电压； 所述信号变换器，接收所述测试相电压指令，控制所述功率变换器向所述感应电机测试相提供的电压趋近或等于所述测试相电压指令，同时控制功率变换器的输出维持所述感应电机静止。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述励磁参数计算单元接收的所述测试相电压的信号为所述测试相电压指令。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述励磁参数计算单元接收的测试电流的信号为所述测试电流的采样信号。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述励磁参数计算单元接收的测试电流的信号为所述电流指令。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述励磁参数计算单元接收的测试相的电压信号为所述感应电机测试相电压的采样信号。
8.如权利要求1至7任一所述的装置，其特征在于，所述功率变换器输出维持所述感应电机静止为 所述功率变换器向所述感应电机的测试相提供的测试电流或电压等于向所述感应电机另外两非测试相提供的电流或电压幅值之和，方向与所述另外两非测试相的电流或电压相反；或者 所述功率变换器向所述感应电机的测试相提供的测试电流或电压等于向所述感应电机的一非测试相提供的电流或电压的幅值，方向与所述非测试相的电流或电压相反，所述感应电机的另一非测试相与功率变换器无电连接或所述功率变换器无电压和电流提供给所述感应电机的另一非测试相。
9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电流指令为周期性幅值变化的电流指令或一个周期的电流指令。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述电流指令的周期波形包括以周期时区上的点呈点对称的波形部分，所述呈点对称的波形部分包括三段负直流波形段、正负交变波形段和正直流波形段。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述电流指令的周期波形为以周期时区的中点呈点对称的梯形波。
12.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述电流指令的周期波形包括两相互呈轴对称的半波形部分，且各半波形部分以所述半波形部分对应的周期时区的中点呈点对称。
13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述电流指令的周期波形为两相互呈轴对称的半周期波形组成，且所述半周期波形以所述半周期波形对应的周期时区中点呈点对称的梯形波。
14.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述励磁参数计算单元计算分别与所述电流指令幅值对应的多组或一组所述感应电机测试相的励磁参数。
15.—种感应电机励磁参数的测量方法,其特征在于,包括 保持所述感应电机静止，向感应电机测试相输入测试电流； 依据所述感应电机测试相的电压，计算所述测试电流幅值对应的所述感应电机测试相的定子磁链。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述测试电流为单周期的测试电流或周期性幅值变化的测试电流。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述测试电流的周期波形包括以周期时区上的点呈点对称的波形部分，所述呈点对称的波形部分包括三段负直流波形段、正负交变波形段和正直流波形段。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述测试电流的幅值为所述正直流波形段电流幅值或所述负直流波形段电流幅值的绝对值，所述测试电流幅值近似等于励磁电流幅值。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，依据测试电流的幅值对应的感应电机测试相电压，可获得对应的所述励磁电流幅值下的定子磁链或者不同所述励磁电流幅值对应的定子磁链曲线。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，依据所述定子磁链以及对应的励磁电流幅值，可计算获得气隙磁链，或者依据不同所述励磁电流幅值对应的定子磁链曲线，计算不同所述励磁电流幅值对应的气隙磁链曲线。
21.如权利要求19所述的方法，其特征在于，依据所述定子磁链曲线和额定定子磁链，获得与所述额定定子磁链对应的额定励磁电流。
22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，所述额定定子磁链和所述额定励磁电流可计算获得额定气隙磁链、额定励磁电感。
23.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述测试电流的周期波形为以周期时区的中点呈点对称的梯形波。
24.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述计算的定子磁链为所述测试电流各周期中呈点对称的波形部分的所述负直流波形段至所述正直流波形段对应的定子磁链变化量绝对值的二分之一。
25.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述测试电流各周期波形包括两相互呈轴对称的半波形部分，且各半波形部分以周期时区上的点呈点对称。
26.如权利要求25所述的方法，其特征在于，所述测试电流周期波形为两相互呈轴对称半周期波形组成，且所述半周期波形是以所述半周期波形对应的周期时区中点呈点对称的梯形波。
27.如权利要求25所述的方法，其特征在于，所述计算一周期测试电流对应的定子磁链包括 分别计算所述两半波形部分对应的定子磁链，获得所述测试电流周期内的第一定子磁链和第二定子磁链； 计算所述第一定子磁链和所述第二定子磁链差值的绝对值的二分之一为所述周期内测试电流对应的定子磁链。
28.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述保持所述感应电机静止的方法为控制向所述感应电机测试相和感应电机非测试相提供的电压或电流幅值以及方向； 所述功率变换器向所述感应电机的测试相提供的测试电流或电压等于向所述感应电机另外两非测试相提供的电流或电压幅值之和，方向与所述另外两非测试相的电流或电压相反；或者 所述功率变换器向所述感应电机的测试相提供的测试电流或电压等于向所述感应电机的一非测试相提供的电流或电压的幅值，方向与所述非测试相的电流或电压相反，所述感应电机的另一非测试相与功率变换器无电连接或所述功率变换器无电压和电流提供给所述感应电机的另一非测试相。
全文摘要
本发明实施例公开了一种感应电机励磁参数的测量装置和方法，属于电机控制领域。该方法包括保持感应电机静止，向感应电机测试相输入测试电流；依据感应电机测试相的电压，计算测试电流幅值对应的感应电机测试相的定子磁链。本发明实施例的技术方案可以方便且精确地测量感应电机的励磁参数。
文档编号G01R27/26GK103064021SQ20111031730
公开日2013年4月24日 申请日期2011年10月18日 优先权日2011年10月18日
发明者高志光, 陆城, 应建平 申请人:台达电子企业管理(上海)有限公司