无速度传感器控制系统中感应电机参数离线辨识

王凯东 李宏浩

摘  要：为了提高感应电机无速度传感器控制系统的性能，基于迭代算法通过改进的直流实验、单相实验辨识感应电机参数。辨识过程由系统自动完成，无需速度反馈。信号处理采用了离散快速傅立叶变换（DFFT）。通过该方法对电机参数计算值与堵转、空载实验所测参数值比较，结果表明该方法是有效的。

關键词：无速度传感器;感应电机;离线参数辨识;快速傅立叶变换

中图分类号：TM346         文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2019）06-0087-03

1 概述

感应电机无速度传感器控制系统以其结构简单、性能优良、价格低廉等优点，近些年来倍受关注，成为国内外交流传动领域研发热门之一，其控制的质量在很大程度上依赖于电机参数获取的准确程度。获取电机参数的最直接方法是对感应电机进行空载和堵转实验。然而工程中不可能采用这种方法获取电机参数，并且随着环境变化和电机老化，电机的参数也会产生一定改变，因此高性能的电机控制器应该有电机参数自动测定功能。目前，实现这一功能的方法有两种，即电机参数离线辨识和在线辨识。在线辨识的方法运算量比较大，现有的控制系统绝大部分都采用定点DSP，难以胜任复杂的在线辨识算法。

2 辨识原理

本文分两部分完成参数离线辨识。首先在其两相绕组出线端加直流电压辨识定子电阻RS。为降低开关管开关延迟和管压降对辨识精度的干扰，采取一种有效方法计算定子电阻。然后进行单相交流电实验对定子漏感Lsl、转子漏感Lsl以及转子电阻Rr一并辨识。

5 实验验证

上述参数辨识方法通过以DSP为控制器的实验平台得以验证，实验过程中PWM开关频率设定为10kHz。感应电机名牌参数为：额定转速1420r/min，额定电压380V，额定功率3kW，额定电流6.8A。表1为实际实验测的电机参数。

定子电阻辨识结果见表2，通过检测到的绕组电流增量和所加直流电压增量计算定子电阻，幅值的改变对辨识结果影响不大，可以较好地消除管压降和开关延迟导致的误差。

图4为单相试验时电压电流波形。电压由SPWM信号调制而成。值得一提的是，在采集电压电流时，如何确保采集到恰好一个周期的数据是一个问题。

6 结束语

本文阐述了一种比较实用的感应电机参数离线辨识方法。采用绕组通直流电实验、通单相交流电实验和空载

实验，较准确辨识出电机参数，而且本方法算法相对简单。为了验证此方法，在一套感应电机矢量控制系统进行了实验，结果证明了方法可行性。

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