专利名称：一种定子电阻参数的辨识方法
技术领域：
本发明涉及一种定子电阻参数的辨识方法。
背景技术：
众所周知，电机参数对矢量控制的性能指标有着决定性的影响，如何通过辨识获 取真实的电机参数，这是高性能矢量控制变频器设计的关键。这些电机参数包括定子电阻、 定子漏感、转子电阻、转子漏感、互感和空载激磁电流等。这些参数的辨识过程相互关联，定 子电阻是整个电机参数辨识的基础，其辨识结果的优劣直接决定了其它各个参数辨识的好 坏。目前辨识定子电阻参数的常规方法为直流伏安法，在电机任意两相绕组之间通以 低压直流电，测量绕组上的电压和绕组中通过的电流，通过计算直接得到定子电阻。在电机 任意两相绕组之间通以低压直流电，测量绕组上的电压和绕组中通过的电流，通过计算直 接得到定子电阻。如图1所示，以电机星形接法为例，推导定子电阻的计算公式。如果测量得到的电压值为U，电流值为I，则每相定子电阻值为代
ο如果电机为三角形接法，通过三角形与星形之间的转换，可以得到同样的结果。直流伏安法实现的关键在于如何得到低压直流电源，通常方法是将直流母线电压 进行斩波处理，得到一个平均值很低、周期固定且占空比固定的高频电压脉冲信号，该脉冲 信号经过定子绕组中的电感滤波后，得到一个脉动很小的直流。如图2所示，T1 一直导通，T2, T3, T4, T5 一直关断，而T6由脉冲序列驱动，则在A， C两相绕组上将产生一个电压脉冲序列，设时钟周期为Ts，脉冲宽度为t，则脉冲占空比为
D = Ys绕组上的电压平均值为UdcXD,这样就得到一个等效的直流电压，相应的定子电阻
n UnrxD 值为代=」^
ο但是采用这种方法测量定子电阻参数，最大的弊端在于导通压降的处理，由于直 流伏安法测试时，加在绕组上的电压相当的低，此时IGBT和其反并联的续流二极管的导通 压降对辨识结果的影响很大，如果将其忽略，将会直接造成辨识结果的错误。根据图3，可以得到一个载波周期内A、C绕组上得到的直流电压平均值应为Uav = (UDC-2UIGBT) XD-(Uigbt+UDI0DE) Χ (I-D)经过变换，得到Uav = Udc X D- (Uigbt-Udiode) X D- (Uigbt+U_e)Ukbt和Udiqde表示IGBT和续流二极管的导通压降。由于D很小，因此UdcXD与 UIGBT+UDI0DE相差不大，后者不能忽略，不然Uav与实际电压相差较大，将会导致结果错误。但 是由于变频器各个功率段功率器件的选择各不相同，因此后者在各个功率段上的压降值也 不同，再加上功率器件的不断升级换代，压降不断降低，如果要精确处理，就需要在程序中建立对应表格，这样就需要占用更多的存储空间。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种定子电阻参数的辨识方法，能够消除IGBT 和续流二极管导通压降的影响。本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为一种定子电阻参数的辨识方 法，其特征在于它包括以下几个步骤1)将处理器中的寄存器进行初始化，辨识标志位清零；2)设定一个电流目标值和容差范围，对母线上的直流电压Udc做斩波处理，注入定 子电阻，设定周期Ts，电机采用星形接法；3)处理器对其中一相定子电阻的电流进行多点采样，采样点的个数不超过寄存器 的内存；4)采样完毕后进行滤波，比例积分调节脉冲宽度t，使得电流在容差范围内；5)计算电流平均值I，占空比D = f，根据占空比计算电压平均值Uav = UdcXD ；6)记录电流平均值和电压平均值，辨识标志位加1，改变电流目标值和容差范围， 重新设定周期Ts ；7)判断辨识标志位的值是否为1，若是，则返回步骤3)，进行下一次电流的采样； 若否，则采用两点法计算定子电阻的阻值。按上述方案，所述的两点法具体为辨识标志位为0时记录的电流平均值和电压 平均值记为I1和Uavl，辨识标志位为1时记录的电流平均值和电压平均值记为I2和Uav2，则
定子电阻的阻值民=a。本发明的工作原理为设定两个绕组电流目标值，分两次注入直流电，分别记录其 电压电流值，通过微分积分即可得到直流电阻值，IGBT和续流二极管的压降在计算中相互 抵消，因此该方法消除了对器件的依赖性，适应性很强。推导如下Uavl = Udc X D1- (Uigbt-Udiode) X D1- (Uigbt+Udiode)Uav2 = Udc X D2- (Uigbt-Udiode) X D2- (Uigbt+Udiode)其中Uavl和Uav2表示一个载波周期内的直流电压平均值，UD。表示直流母线电压， D1和D2表示占空比，Uigbt和Udiote表示IGBT和续流二极管的导通压降。Uavl-Uav2 = Udc X (D1-D2) - (Uigbt-Udiode) X (D1-D2)由于(Uicbt-Udiqde) π π Udc,因此可以将后项忽略，有Uavl-Uav2 = UdcX (D1-D2)Rs-Rs=^
2/ι， 2/2最终定子电阻的计算公式为AI1-I2)本发明的有益效果为1、彻底消除了 IGBT和续流二极管导通压降的影响；2、提高
4了辨识精度；3、提高了程序对硬件的适应性。
图1为伏安法测试定子电阻示意2为变频调速系统逆变部分示意3为IGBT和反并联二极管导通压降对电压的影响图4为两点法流程图
具体实施例方式图4为两点法流程图，它包括以下几个步骤1)将处理器中的寄存器进行初始化，辨识标志位清零。2)设定一个电流目标值和容差范围，对母线上的直流电压Udc做斩波处理，注入定 子电阻，设定周期Tsl，电机采用星形接法，若为三角形接法则通过三角形与星形之间的转 换，可以得到同样的结果。3)处理器对定子电阻的电流进行256点采样。4)采样完毕后进行滤波，比例积分调节脉冲宽度、，使得电流在容差范围内。5)计算电流平均值I1,由于占空比A=f，因此计算得到电压平均值Uavl =
1Sl
Udc X D1。6)记录电流平均值I1和电压平均值Uavl，辨识标志位加1，改变电流目标值和容差 范围。7)对母线上的直流电压Udc做斩波处理，注入星形接法的定子电阻，设定 周期Ts2，进行第二次电流采样，重复3)_5)步骤得到电流平均值I2和电压平均值
Uav2=UDCxD2=UDCx>，其中込为第二次采样的占空比，t2为第二次比例积分调节脉冲
iSl宽度。8)采用两点法计算定子电阻的阻值Rs。本实施例以22kW异步电机为例进行定子参数辨识实验。实测值为0. 128欧姆，使 用常规直流伏安法测试为0. 142欧姆，使用本方法测试为0. 129欧姆。由此可见，使用两点 法对电机定子电阻进行辨识，辨识结果与实测值非常接近，与常规直流伏安法相比，消除了 器件离散性影响，降低了对硬件的设计要求，适应性更强，同时无需增加硬件设备，是一种 低成本解决方案，颇具工程应用价值。
权利要求
一种定子电阻参数的辨识方法，其特征在于它包括以下几个步骤1)将处理器中的寄存器进行初始化，辨识标志位清零；2)设定一个电流目标值和容差范围，对母线上的直流电压UDC做斩波处理，注入定子电阻，设定周期Ts，电机采用星形接法；3)处理器对其中一相定子电阻的电流进行多点采样，采样点的个数不超过寄存器的内存；4)采样完毕后进行滤波，比例积分调节脉冲宽度t，使得电流在容差范围内；5)计算电流平均值I，占空比根据占空比计算电压平均值Uav＝UDC×D；6)记录电流平均值和电压平均值，辨识标志位加1，改变电流目标值和容差范围，重新设定周期Ts；7)判断辨识标志位的值是否为1，若是，则返回步骤3)，进行下一次电流的采样；若否，则采用两点法计算定子电阻的阻值。FDA0000026017330000011.tif
2.根据权利要求1所述的一种定子电阻参数的辨识方法，其特征在于所述的两点法 具体为辨识标志位为0时记录的电流平均值和电压平均值记为I1和Uavl，辨识标志位为1时记录的电流平均值和电压平均值记为I2和Uav2，则定子电阻的阻值民
全文摘要
本发明提供一种定子电阻参数的辨识方法，在普通的直流伏安法基础上采用两点法，设定两个绕组电流目标值，分两次注入直流电，分别记录其电压电流值，通过微分积分即可得到定子电阻值，IGBT和续流二极管的压降在计算中相互抵消，提高了辨识精度，消除了对器件的依赖性，适应性很强。
文档编号H02P21/14GK101969292SQ20101027826
公开日2011年2月9日 申请日期2010年9月10日 优先权日2010年9月10日
发明者康现伟, 王国强, 罗志刚 申请人:中冶南方(武汉)自动化有限公司