一种适用于异步电机带载下互感辨识系统及方法

技术领域

本申请属于电动叉车交流异步电机互感参数辨识技术领域，具体是一种适用于异步电机带载下互感辨识系统及方法。

背景技术

异步电机在控制中，需要转差频率计算，其中转差频率的计算涉及了互感参数的辨识，现有的互感参数辨识都是以电机空载为前提条件，然而实际装车后需要进行互感辨识，电机传动链有减速机和轮胎，刹车存在无法实现绝对空载。

中国发明专利2022113818179公开了一种异步电机带载辨识互感参数的方法，属异步电机控制领域，包括以下步骤：采样电机稳态时的三相电流和输出电压；通过三相电压和电流判断坐标系定向角度是否正确且根据判断结果修正坐标系定向角度；最后根据电流电压信号和修正后的定向角度计算电机互感值；该异步电机带载下辨识互感参数精度低，效果差。

现有的技术为异步电机空载下加入不同电流，认为加入电流全部在d轴上，根据dq轴电压公式进行互感参数计算；但实际有些场合电机可能实现空载比较困难，带载下电流有一部分在q轴上，但此时依旧认为电流全部在d轴上，可能辨识结果不准确。

常用方法中带载情况下，id、iq和实际的id、iq有差异，结果的可靠性不够，相关专利中采用给电压的方法，电流大小无法把控，对最终获得的不同电流的互感值操作性差；相关专利中给角度补偿值的方法，采用每次增加一个固定量来计算电压差值，对于自动实现角度寻优的便利性有限。

发明内容

本申请针对以上问题，本申请提供了一种适用于异步电机带载下互感辨识系统及方法。

为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：一种适用于异步电机带载下互感辨识系统，包括以下部分：电流闭环控制模块、实际dq轴电流电压计算模块、电压差值计算模块、补偿角度积分调节模块、互感计算模块。

一种适用于异步电机带载下互感辨识方法，所述互感辨识方法利用所述的适用于异步电机带载下互感辨识系统实现对异步电机带载下互的感辨识，包括以下步骤：

步骤1、所述电流闭环控制模块为常用的方法，给定电角频率与id，iq＝0，进行电机电流控制，电机会稳定在一个固定频率下运转或者无法启动；

步骤2、提取所述电流闭环控制模块中的两相坐标系中的i

步骤3、使用id

步骤4、将Δu

步骤5、使用id

通过对各个数据的计算，从而得到适用于异步电机带载下互感辨识系统及方法，提高检测精度的检测效率。

作为本申请的一种优选技术方案，空载下给定电角频率与id，iq＝0，当电机转速稳定后，获取当前的id、iq、ud、uq、，依据如下公式计算互感，

作为本申请的一种优选技术方案，所述电流闭环控制模块中设定电机电频率和id、iq进行电流闭环控制，输出两相坐标系中的i

作为本申请的一种优选技术方案，所述实际dq轴电流电压计算模块为将所述补偿角度积分调节模块输出的补偿角度θ

作为本申请的一种优选技术方案，所述电压差值计算模块以id

作为本申请的一种优选技术方案，所述补偿角度积分调节模块以步骤3所得的电压差值Δu

作为本申请的一种优选技术方案，当电压差值接近于0时，根据所述互感计算模块公式进行互感计算。

作为本申请的一种优选技术方案，步骤1中给定电流和频率控制电机可保证电流大小受控且正常运转。

作为本申请的一种优选技术方案，步骤4中采用积分调节可实现自动寻优，且收敛速度快。

与现有技术相比，本申请的有益效果如下：

1、本发明提出一种在带载情况下，自动补偿转子位置角度，获取真实的dq轴电流，从而带载计算的互感参数与空载下计算的互感参数保持基本一致。

2、本发明补偿角度积分调节模块可用比例积分调节代替，收敛速度快，但是输出的补偿角度易波动。

3、本发明实际dq轴电流电压计算模块，可用id、iq、ud、uq结合补偿角度计算出实际的dq轴电流电压id

4、本发明以电压差值作为输入，积分调节输出补偿角度；以补偿角度为输入进行实际dq轴电流电压计算模块，以实际dq轴电流电压计算模块电压差值，以上三个步骤形成闭环计算出准确的实际dq轴电流电压。

附图说明

图1为现有技术中的系统方案框图。

图2为本发明的系统方案框图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

根据图1和图2所示提供一种适用于异步电机带载下互感辨识系统，其中互感辨识是指通过给不同的电流值，辨识出异步电机互感值，适用于异步电机带载下互感辨识系统包括以下几个部分：电流闭环控制模块、实际dq轴电流电压计算模块、电压差值计算模块、角度积分调节模块、互感计算模块，其中互感辨识为通过给不同的电流值，辨识出异步电机互感值，实现异步电机在带载与空载下不同电流的互感参数辨识。

且异步电机在控制中，需要转差频率计算，其中转差频率的计算涉及了互感参数的辨识，现有的互感参数辨识都是以电机空载为前提条件，然而实际装车后需要进行互感辨识，电机传动链有减速机和轮胎，刹车存在无法实现绝对空载。

而现有技术中的空载下，给定电角频率与id，iq＝0，当电机转速稳定后，获取当前的id、iq、ud、uq、，依据如下公式计算互感，

而上述现有技术，存在的主要技术问题是：现有的技术为异步电机空载下加入不同电流，认为加入电流全部在d轴上，根据dq轴电压公式进行互感参数计算；但实际有些场合电机可能实现空载比较困难，带载下电流有一部分在q轴上，但此时依旧认为电流全部在d轴上，可能辨识结果不准确。

而常用方法中带载情况下，id、iq和实际的id、iq有差异，结果的可靠性不够，且相关专利中采用给电压的方法，电流大小无法把控，对最终获得的不同电流的互感值操作性差；相关专利中给角度补偿值的方法，采用每次增加一个固定量来计算电压差值，对于自动实现角度寻优的便利性有限。

因此，本实施例提出一种在带载情况下，自动补偿转子位置角度，获取真实的dq轴电流，从而带载计算的互感参数与空载下计算的互感参数保持基本一致。

一种适用于异步电机带载下互感辨识方法，该方法利用上述适用于异步电机带载下互感辨识系统实现对异步电机带载下的互感辨识，包括以下步骤：

步骤1、电流闭环控制模块为常用的方法，给定电角频率与id，iq＝0，进行电机电流控制，电机会稳定在一个固定频率下运转或者无法启动。

步骤2、提取电流闭环控制模块中的两相坐标系中的i

步骤3、使用id

步骤4、将Δu

步骤5、使用id

其中，电流闭环控制模块中设定电机电频率和id、iq进行电流闭环控制，输出两相坐标系中的i

实际dq轴电流电压计算模块为将补偿角度积分调节模块输出的补偿角度θ

电压差值计算模块以id

补偿角度积分调节模块以步骤3所得的电压差值Δu

电压差值接近于0时，根据互感计算模块公式进行互感计算模块。

步骤1中给定电流和频率控制电机可保证电流大小受控且正常运转。

步骤4中采用积分调节可实现自动寻优，且收敛速度快。

在电机转速稳定时，再进行步骤4和5，当电机处于加速和减速过程时，计算结果可信度不够。

原先方案在带载时，辨识结果准确度不够，而此方案自动校正电机电角度，提高了互感的辨识结果的准确性。

并且，补偿角度积分调节模块可用比例积分调节代替，收敛速度快，但是输出的补偿角度易波动，实际dq轴电流电压计算模块，可用步骤1的id、iq、ud、uq结合补偿角度计算出实际的dq轴电流电压id

本实施例以电压差值作为输入，积分调节输出补偿角度，以补偿角度为输入进行实际dq轴电流电压计算模块，以实际dq轴电流电压计算模块电压差值，以上三个步骤形成闭环计算出准确的实际dq轴电流电压。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本申请的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本申请的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由所附权利要求及其等同物限定。