三相异步电动机电学性能参数的辨识方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及三相异步电动机电学性能参数的辨识方法。特别是采用可输出直流电 压，可输出频率可调、幅值可调三相对称交流电压电源来实现三相异步电动机电学性能参 数的辨识方法。 技术背景
[0002] 三相异步电动机的使用效果强烈依赖于其电学、力学及机械特性，其电学参数是 分析电机、设计制造电机、电机系统设计的重要依据，是电动机运行过程力矩、速度、能量控 制的基础。三相异步电动机电学参数：定子电阻、励磁电阻、转子电阻、定子电抗、励磁电抗、 转子电抗是实现变频调速系统中矢量控制技术、直接功率控制技术的基础，变频调速系统 的使用效果与其直接相关。
[0003] 采用可输出直流电压，可输出频率可调、幅值可调三相对称交流电压电源来实现 三相异步电动机电学性能参数的辨识方法，本发明提出之前尚未见到报导。
【发明内容】
[0004] 本发明公开一种三相异步电动机电学性能参数的辨识方法，是具有直接功率控制 技术功能的变频调速系统。该方法辨识出的三相异步电动机电学参数：定子电阻、励磁电 阻、转子电阻、定子电抗、励磁电抗和转子电抗用于变频调速系统设计，特别是用于基于直 接功率控制技术的变频调速系统设计。
[0005] 本发明通过如下技术方案实现：
[0006] -种三相异步电动机电学性能参数的辨识方法，包括以下步骤：
[0007] 步骤1 :通过给电动机三相定子绕组两两施加直流电压，同时测量电流，由此计算 电动机定子电阻札；
[0008] 步骤2 :给电动机施加三相对称正弦交流电压，电机运转在电源同步转速时，测量 电流，计算功率，计算复阻抗，由此计算电动机励磁电阻Rm和电抗X i+Xm;
[0009] 步骤3 :给电动机施加三相对称正弦交流电压，保持电机静止不动，测量电流，计 算功率，计算复阻抗，由此计算电动机转子电阻r2'和电抗χ2'。
[0010] 优选的是：
[0011] 步骤1中，电动机定子电阻札的计算公式为：
(星形接法），
（三角形接法）其中，Ui为所加直流电压，^为 直流电流。
[0013] 进一步，还可得出三相异步电动机定子绕组的分相电阻值。
[0014] 步骤2中，电动机励磁电阻R"的计算公式为：
1其中PFf3S铁耗，I i为交流电流有效值。
[0016] 步骤2中，电动机电抗的计算公式为：
，其中，Xi为定子电抗，X n为励磁电抗，U 交流电 压有效值，为交流电流有效值。
[0018] 步骤3中，电动机转子电阻R2'的计算公式为：
*其中，PiS电机的输入电功率， A为交流电压有效值，I i为交流电流有效值。
[0020] 步骤2中定子电抗Xi，所述步骤3中转子电抗X2'的计算公式为：
[0022] 公式
中，pFe铁耗的获得方法是：据公式：A - 3 < $ = & + &，测量 多组Pi，Ii采用外推法获得杂散损耗Ρ ω，然后算得Ρρ
[0023] 本发明的技术效果：通过本发明辨识出的三相异步电动机电学参数：定子电阻、 励磁电阻、转子电阻、定子电抗、励磁电抗、转子电抗可以用于力矩控制系统的力矩控制器 优化；速度控制系统的速度控制器优化；伺服控制系统的伺服控制器优化；直接功率控制 变频调速系统的系统设计。本发明在现场应用时具有操作简单，能够快速得出电动机电学 性能参数的特点，适用于所有的三相异步电动机。
【附图说明】
[0024] 图1为三相异步电动机电学性能参数辨识示意图。
[0025] 图2为三相异步电动机电学参数模型图。
[0026] 图3为铁耗计算原理示意图。
【具体实施方式】
[0027] 实施例：
[0028] 以一台三相四极380V、5. 5kW异步电动机为例，本例异步电机定子采用星形联接， 采用MEGMEET恒压频比变频器作为可调电源，同时实现电压、电流和相角的测量。
[0029] 给电动机三相定子绕组两两施加直流电压，同时测量电流，施加 10V电压，测得电 流1. 12A (A-B，A-C，B-C平均），代入公式：
（星形接法），计算得定子电阻札为 4. 47 Ω。
[0030] 给电动机从2V~20V每间隔IV加三相对称交流电，让电机基本稳定运行于电源 同步转速，绘制图3所示铁耗计算原理图，用外推法计算得？，为21W，选取一组功率47. 3W， 电流1. 11A的测试数据，代入公式户厂+八}得pFe为9. 78W。将p Fe及此时的电 流1. 11A代入公式：
，计算得励磁电阻R"为2. 65 Ω。
[0031] 选取一组数据20V，1. 14A代入公式：
[0033] 进行计算得 16. 04 Ω。
[0034] 给电机带上负载，加从10~20V每间隔IV加三相对称交流电，保持电机不动，测 量电流。选取一组功率248. 76W，电压20V，电流4. 27A的测试数据，代入公式：
[0036] 计算得定子电抗、转子电抗Xf X / = 〇. 57 Ω ;于是XmS 15. 47 Ω。
[0037] 给电机带上负载，加从10~20V每间隔IV加三相对称交流电，保持电机不动，测 量电流。选取一组功率248. 76W，电压20V，电流4. 27A的测试数据，代入公式：
[0039] 计算得转子电阻R2'为0· 0837 Ω。
[0040] 至此，三相四极380V、5. 5kW异步电动机的电学参数已经全部辨识完毕，分别为定 子电阻4. 47Ω、励磁电阻2. 65Ω、转子电阻〇. 0837Ω、定子电抗〇. 57Ω、励磁电抗15. 47Ω、 转子电抗〇. 57Ω。
【主权项】
1. 一种三相异步电动机电学性能参数的辨识方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1 :通过给电动机三相定子绕组两两施加直流电压，同时测量电流，由此计算电动 机定子电阻R1; 步骤2 :给电动机施加三相对称正弦交流电压，电机运转在电源同步转速时，测量电 流，计算功率，计算复阻抗，由此计算电动机励磁电阻Rni和电抗X JXni; 步骤3 :给电动机施加三相对称正弦交流电压，保持电机静止不动，测量电流，计算功 率，计算复阻抗，由此计算电动机转子电阻R2'和电抗X2'。2. 根据权利要求1所述的三相异步电动机电学性能参数的辨识方法，其特征在于，所 述步骤1中，电动机定子电阻R1的计算公式为：星形接法；三角形接法； 式中，U1为所加直流电压，I i为直流电流。3. 根据权利要求1所述的三相异步电动机电学性能参数的辨识方法，其特征在于，所 述步骤2中，电动机励磁电阻Rni的计算公式为：式中PFf3S铁耗，I i为交流电流有效值。4. 根据权利要求1所述的三相异步电动机电学性能参数的辨识方法，其特征在于，所 述步骤2中，电动机电抗XjXm的计算公式为：式中，X1为定子电抗，X "为励磁电抗，U i为交流电压有 效值，I1为交流电流有效值。5. 根据权利要求1所述的三相异步电动机电学性能参数的辨识方法，其特征在于，所 述步骤3中，电动机转子电阻R2'的计算公式为：式中，P1为电机的输入电功率，U i为交流电压有效值，I i为交流电流有效值。6. 根据权利要求1所述的三相异步电动机电学性能参数的辨识方法，其特征在于，所 述步骤2中定子电抗X1，所述步骤3中转子电抗X 2'的计算公式为：Q7. 根据权利要求3所述的三相异步电动机电学性能参数的辨识方法，其特征在于，p & 铁耗的获得方法是：据公式：测量多组P1, ^采用外推法获得P Ω，然 后算得PFe。
【专利摘要】本发明公开一种三相异步电动机电学性能参数的辨识方法。首先，通过给电动机三相定子绕组两两施加直流电压，同时测量电流，由此计算电动机定子电阻R1；其次，给电动机施加三相对称正弦交流电压，电机运转在电源同步转速时，测量电流，计算功率，计算复阻抗，由此计算电动机励磁电阻Rm和电抗X1+Xm；最后，给电动机施加三相对称正弦交流电压，保持电机静止不动，测量电流，计算功率，计算复阻抗，由此计算电动机转子电阻R2’和电抗X2’，达到辨识三相异步电动机电学性能参数的目的。本发明在现场应用时具有操作简单，能够快速得出电动机电学性能参数的特点，适用于所有的三相异步电动机。
【IPC分类】G01R27/02, G01R27/08
【公开号】CN105353220
【申请号】CN201510846365
【发明人】杨津听, 李宏, 王世平, 洪亚昆, 李陶, 赵锦宏, 高磊鸿, 赵煜
【申请人】昆明电器科学研究所
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年11月26日