异步电机参数辨识

感应电动机参数离线辨识方法实验研究_王高林

中图分类号:T M346 文献标志码:A 文章编号:100126848(2009)0620004204 感应电动机参数离线辨识方法实验研究王高林,商　振,于　泳,徐殿国 (哈尔滨工业大学,哈尔滨　150001) 摘　要:为进一步提高感应电机矢量调速系统的性能,介绍了一种改进的参数离线辨识方案。系统通过自动进行直流实验、单相交流实验和空载实验来辨识感应电机的参数。所提出的改进方案可以有效消除集肤效应和死区效应所产生的辨识误差。对方案进行了详细分析,介绍了具体实现过程;最后将这种参数辨识方法应用到11k W 感应电机矢量控制系统。实验结果验证了方案的有效性。关键词:参数辨识;离线;感应电动机;集肤效应;死区效应;实验 Research on O ff 2li n e Param eter I den ti f i ca ti on for I nducti on M otor WANG Gao 2lin,SHANG Zhen,Y U Yong,XU D ian 2guo (Harbin I nstitute of Technol ogy,Harbin 150001,China ) Abstract:Pr oposed an i m p r oved inducti on mot or off 2line para meter identificati on sche me f or vect or con 2tr olled AC mot or drives . The inverter drives aut omatically perf or med the DC test,the single 2phase test, and the no 2l oad test t o calculate all the machine para meters during self 2comm issi oning peri od .The p r o 2 posed sche me can eli m inate the para meter identificati on err or due t o the skin and dead 2ti m e effects . I n 2 tr oduced the scheme p rinci p le and the i m p le ment method in detail .Experi m ental results de monstrated the feasibility of the para meter identificati on method in 11k W vect or contr olled inducti on mot or drive sys 2 te m. Key W ords:Para meter identificati on;Off 2line;I nducti on mot or;Skin effect;Dead 2ti m e effect;Ex 2peri m ent 收稿日期:2008209217 0　引　言在感应电机矢量控制系统中,电机参数的准确性影响到磁链估计以及控制参数调节等重要环节,因此电机参数辨识对于高性能调速系统具有重要的意义 [1] 。对于高性能感应电机矢量控制型变频器,产品要求具有参数离线自学习的功能,需要在电机运行之前对参数进行离线辨识。离线辨识获得的电机参数将有助于矢量控制调速系统的正常运行,同时也可以对参数在线辨识的收敛性起参考作用。实际应用中,通常需要辨识的电机等效电路参数包括定、转子电阻和漏感以及互感等参数,目前已经有很多文献对其进行了深入研究 [224] 。本文介绍一种只需要通过检测电流信号无需其它附加电路的电机参数离线辨识方法。由于逆变器中死区时间、开关管开关延迟时间和管压降的存在,使得加在绕组电压的参考值与实际值存在一定差别,如不对这些因素进行考虑,将会引起辨识误差,本文采取了有效措施对其进行消除。另外,在单相交流实验过程中,考虑了集肤效应对转子电阻辨识的影响。 1　等效模型假设感应电机工作在励磁特性的线性区,其数学模型可以用矢量的方式来表示: u s =R s i s +(L m +L σs ) d i s d t +L m d i r d t 0=R r i r +L m d i s d t +(L m +L σr )d i r d t +　j p ωr [L m i s +(L m +L σr )i r ](1) 式中,u s 为定子电压矢量;i s 和i r 分别为定、转子电流矢量;R s 和R r 分别为定、转子电阻;L σs 和 L σr 分别为定、转子漏电感;L m 为定转子互感;p 为电机极对数;j 为复数虚部单位。 ? 4?

三相异步电动机参数测试

三相异步电机参数的测试摘要介绍了根据传统的电机学试验原理，在变频器中对电机参数进行离线测试，通过对其采取相应的措施以达到测试参数的高精确度。关键字矢量控制；电机参数；离线测试 0 引言在异步电机的矢量控制系统中，电动机的参数是十分重要的物理量。在电机学中利用电动机的参数构成等值电路，以此为基础可以对三相电动机的各种运行特性进行分析。变频调速中采用的矢量控制，控制系统性能完全依赖于所使用的电机参数的准确程度，如果参数不准确，将直接导致矢量控制性能指标下降，甚至导致变频器不能正常工作。三相异步电动机的基本参数包括定子电阻、定子漏感、转子电阻、转子漏感、定转子互感。这些参数的确定，可以利用电机设计制造时的技术数据进行理论计算，但计算复杂，并且与实际有较大误差；也可以采用试验方法确定，下面具体介绍在变频器中采用试验的方法对各参数的测试。 1 参数测定试验在变频器中，测试参数主要有两种方法：一种是在线测试，一种是离线测试。在线测试方法主要有卡尔曼滤波法、模型参考自适应法、滑模变结构法等，这些方法要求处理器具有较高的处理速度，对系统硬件要求较高；离线测试方法主要有频率响应试验、阶跃响应试验等，但测试精度不高，存在计算复杂、程序计算量大等问题，故很少采用。这里主要介绍根据传统的电机学试验原理，在变频器中对电机参数进行离线测试，通过对其采取相应的措施达到测试参数的高精确度。 1.1 采用直流伏安法测试电机的定子电阻在变频器系统中，采用直流伏安法测试定子电阻的关键是如何得到低压直流电源，当变频器直接连接到电网时，其直流母线电压较高，通常的办法是对直流母线进行电压斩波控制，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系列，这样经过定子绕组中的电感滤波后，就得到一个脉动很小的直流电流。如果占空比为D，直流母线电压为Udc，电流为I，则相应的定子电阻值为

三相异步电动机型号参数表

三相异步电动机型号参数表 Y2系列电动机是Y系列电机的更新换代产品，是一般用途的全封闭自扇冷式鼠笼型三相异步电动机。该产品应用于国民经济各个领域，如机床、水泵、风机、压缩机，也可适用于运输、搅拌、印刷、农机、食品等各类不含易燃、易爆或腐蚀性气体的场合。 Y2系列电机的安装尺寸和功率等级符合IEC标准，其外壳防护等级为IP54，冷却方法为IC41l，连续工作制（S1）。采用F级绝缘，温升按B级考核(除315L2-2、4，355全部规格按F级考核外)，并要求考核负载噪声指标。 Y2系列电动机额定电压为380V，额定频率为50Hz。电动机运行地点的海拔不超过1000m；环境空气温度随季节变化，但不超过40℃；最低环境空气温度为-15℃；最湿月月平均最高相对湿度为90%；同时该月月平均最低温度不高于25℃。 Y2系列电动机有两种设计，一种是适用于一般机械配套和出口需要，在轻载时有较高效率，在实际运行中有较佳节能效果，且具有较高堵转转矩，此设计称为Y2-Y系列。中心高63～355mm，功率从0.12~315kW。电动机符合JB/T8680.1-1998 Y2系列(1P54)三相异步电动机（机座号63～355）技术条件。型号含义：如Y2-200L1-2Y：“Y2”表示异步电动机第二次改型设计，“200”表示中心高，“L”表示机座长短号，“1”表示铁心长度序号，“2”表示极数，“Y”表示第一种设计。第2种设计是满载时有较高效率，更适用于长期运行和负载率较高的使用场合，如水泵、风机配套，此设计称为Y2-E系列，中心高80～280mm，功率从0.55～90kW。电动机符合 JB/T8680.2-1998 Y2系列(1P54)三相异步电动机（机座号80～280）技术条件。型号含义：如Y2-200L2-6E：“Y2”表示异步电动机第二次改型设计，“200”表示中心高，“L”表示机座长短号，“2”表示铁心长度序号，“6”表示极数，“E”表示第二种设计。 Y2系列电动机机座外轮廓呈四方形兼圆形，散热片呈垂直，水平平行分布，全部采用铸铁结构。另外H63～112还兼有铝合金压铸结构。本系列电动机采用浅端盖结构，增加了内部加强筋的数量和尺寸，全部采用铸铁结构，另外H63～112还兼有铝合金压铸结构。为方便用户使用和检修，H180及以上增设了不停机的注油装置。接线盒防护等级为IP55。为了减轻电机重量，H63～280接线盒用铝合金压铸(也可用铸铁件)，H315～355使用铸铁件。且盒内设有专用的接地装置，H160及以上机座考虑有热保护装置的安装位置，电源进线孔采用双孔进线，并有两种密封结构：一种为加密封盖，另一种为锁紧密封。接线盒一般位于机座顶部，并可以四面出线，另外H80～355铸铁机座的接 1

在线辨识永磁同步电动机参数

永磁同步电机参数在线辨识:模型参考与EKF 的比较摘要：本文基于模型参考在线辨识的方法，对永磁同步电机进行参数辨识。运用李雅普诺夫第二方法和奇异扰动理论对增广系统的全局稳定性进行了分析。结果表明,该方法应用的解耦控制技术,改善了系统的收敛性和稳定性. 把这种方法与扩展卡尔曼滤波(EKF)的在线识别方法比较，结果表明,尽管基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的在线辨识法在实现的复杂性上相对于所提出的方法更简单,但是该方法与所提出的方法相比不能给出更好的结果. 仿真结果以及对隐极式永磁同步电机实验的分析，证实了所提出方法的有效性。永磁同步机因为他们的高效率和良好的可控性成功的应用于不同的领域。永磁同步机的控制主要是通过高性能的矢量控制实现的。控制变量如(速度,位置,或转矩),主要的困难在于控制转矩,这说明了控制定子电流的必要性。在矢量控制中,如果想实现这一点，定子电流和电压矢量需在d-q 坐标系下进行分析研究。为了控制定子电流,必须先控制其直轴电感(d)和正交电感(q)。永磁同步电机在d-q 坐标下的电气模型是一个两输入-两输出系统，如下: f q d e e ψ==,0 f K =ω Ω是反电动势矢量d-q 分量；q d q d i i v v ,,,是d-q 轴电压和电流，Ω=P ω是转子电角速度，Ω是转子机械角速度，P 是极对数量。系统的输入是q d v v ,，输出是q d i i ,。根据适当的控制律控制这些电流，是定子电压通过电压源逆变器得到应用。逆变器通常根据一个恒定增益v G 来建模。我们可以得到qr v q dr v d v G v v G v ==,，qr dr v v ,是电流调节器的输出。他们用于调节d-q 坐标系的电流。隐极永磁同步电机,d 轴基准电流通常固定为零，电机转矩和转度由q 轴基准电流控制。d q s f L L R ,,,ψ是参考模型的参数。电机时间常数是 s q q s d d R L R L /,/==ττ。事实上，这些参数是不准确的，他们会慢慢的发生变化。这些变化可能是由于一个故障或一个变化的操作点[2]。他们有时对控制系统是致命的并可能损坏驱动器。在这些情况下,一个在线辨识算法是必要的。该算法对电机参数进行辨识,用于控制算法或检测故障中。

感应电机参数的离线辨识

电气传动２００６年第３６卷第８期感应电机参数的离线辨识感应电机参数的离线辨识罗慧刘军锋万淑芸华中科技大学摘要：提出了一种基于ＳＶＰＷＭ的感应参数离线辨识方法，通过改进的直流实验、堵转实验、空载实验和阶跃电压实验辨识感应电机所有的参数。辨识过程由系统自动完成，无需人工操作，无需速度信息。信号处理使用了离散快速傅立叶变换（ＤＦＦＴ）和最小二乘法，准确地提取了有效信息，提高了辨识精度。实验结果证明了上述方法是正确可靠的，且保证了较高的辨识精度。关键词：感应电机参数辨识离散快速傅立叶变换ｏｆｆ－ＨｎｅＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆＩｎｄｕｃｔｉｏｎＭｏｔｏｒＰａｒａｍｅｔｅ体ＬｕｏＨｕｉＬｉｕＪｕｎｆｅｎｇＷａｎＳｈｕｙｕｎＡｂｓｔｒａｃｔ：Ａｎｏｆｆ＿ｌｉｎｅｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆｉｎｄｕｃｔｉｏｎｍｏｔｏｒ（ＩＭ）ｐａｒａｍｅｔｅｒｓｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ｂｅｆｏｒｅｓｔａｒｔｕｐ，ｔｈｅｉｎｖｅｒｔｅｒｄｒｉｖｅａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｙｐｅｒｆｏｒｍｓｔｈｅｍｏｄｉｆｉｅｄＤＣｔｅｓｔ，ｌｏｃｋｅｄ＿ｒｏｔｏｒｔｅｓｔ，ｎｏ—ｌｏａｄｔｅｓｔａｎｄｓｔｅｐ—ｖｏｌｔａｇｅｔｅｓｔ．Ｎｏｓｐｅｅｄｓｉｇｎａｌｓａｒｅｒｅｑｕｉｒｅｄｉｎｔｈｉｓａｐｐｒｏａｃｈ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｏｂｔａｉｎｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｍｅｓｓａｇｅｉｎｔｈｅｓｅｔｅｓｔｓ，ｔｈｅｄｉｓｃｒｅｔｅｆａｓｔｆｏｕｒｉｅｒｔｒａｎｓｆｏｒｍ（ＤＦ王叮）ａｎｄｔｈｅｌｅａｓｔ＿ｓｑｕａｒｅｓａｒｅｕｓｅｄｔｏｐｒｏｃｅｓｓｔｈｅｓｉｇｎａｌｓｏｆｃｕｒｒｅｎｔｓａｎｄｖｏｌｔａｇｅｓ．Ｔｈｅｖａｌｉｄｉｔｙ，ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙａｎｄａｃｃｕｒａｃｙｏｆｔｈｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄｍｅｔｈｏｄｓａｒｅｖｅｒｉｆｉｅｄｂｙｔｈｅｅｘ— ｐｅｒｉｍｅｎｔｓｏｎａＶＳＩ－ｆｅｄＩＭｄｒｉｖｅｓｙｓｔｅｍ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｉｎｄｕｃｔｉｏｎｍｏｔｏｒｐａｒａｍｅｔｅｒｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｄｉｓｃｒｅｔｅｆａｓｔｆｏｕｒｉｅｒｔｒａｎｓｆｏｒｍ１引言随着矢量控制技术的发展，使感应电机达到了与直流电机相当的调速性能，加之感应电机结构简单、鲁棒性强、无电刷且价格低廉，使之在工业应用中越来越广泛。现在的感应电机驱动系统多使用间接磁场定向或无速度传感器磁场定向控制技术，无论是间接磁场定向还是无速度传感器磁场定向控制，都需要准确的电机参数［１’２］，特别是无速度传感器磁场定向控制。一般感应电机参数辨识可分为在线式和离线式。在线式辨识需要系统已整定好以及准确的速度信息，其方法主要有卡尔曼滤波［３］、遗传算法Ⅲ、模型参考自适应‘５３和最小方差估计器嘲。这些方法要么计算量大，实时性不强，要么需要特殊的激励信号，而且在无速度传感器系统中，电机转速和转子电阻的同时辨识是很困难的［７］。离线式辨识可以不需要速度信息。利用离线辨识得到电机参数的初始值，当电机运行时根据参数变化在线修改电机参数，可以加快在线辨识算法的收】６敛速度。学者们提出了许多感应电机参数的离线自动辨识方法，无需机械堵转电机，也不需要专业人员操作。这些方法在电机投入运行前，向电机施加不同形式的电压、电流信号，检测电机的电压、电流，通过它们的关系计算出各种电机参数或者采用某种拟合算法辨识电机参数［８￣１３｜。本文在假定感应电机三相平衡的前提下，基于ＳＶＰＷＭ，提出了一种改进的直流实验、堵转实验、空载实验和阶跃电压实验对感应电机参数进行离线辨识。直流实验辨识定子电阻（Ｒ。）。堵转实验可以通过单相实验实现［１３｜，辨识定、转子漏感（Ｌ，。一Ｌ，，）和转子电阻（Ｒ，）。空载实验采用Ｖ／，控制方式，辨识定转子问的互感（Ｌ。）。通过阶跃电压实验直接辨识总漏感（乩。），消除了采用前３个实验辨识出的定、转子自感（Ｌ。一Ｌ，）和Ｌ。计算吐。产生的累计误差。上述实验过程全部由系统自动完成，无需机械堵转和专业人员操作。本文还提出了一种电机相电压的检测方法，省去了死区补偿。实验结果说明上述方法保证了较高的可靠性和精度。　万方数据

异步电动机参数自辨识

参数自辨识——现代逆变器结构下感应电动机系统的新特征介绍在实际应用中，磁场定向（field-oriented ）现代交流调速系统的突出优点只有在自运行过程中准确得到所连接系统的信息才能够完全发挥。在实际系统中，当变频器和电机不是一起销售的时候，电机的参数是不能够预先知道的。因此，在试车过程中，必须有一些特别的测量和测试步骤。因为磁场定向矢量控制结构的复杂性，因此控制器参数设定将是一个需要时间而且特别受训练的人员才能够胜任。为了简化这个过程，，在文章中给出来了参数自辨识（self-commissioning ）——现代控制系统一种新特征。在参数自辨识过程中，系统自己得到电机参数并且同时设置控制器参数。这些过程都是在静止状态下完成的。随后，用一个测试来得到电机的转动惯量。在现代直流控制系统中，这些特性已经可以得到[1],但是对交流调速系统，或者更复杂的系统，参数自辨识的过程完全是新的。文章中描述了PWM 逆变器结构下异步电动机参数自辨识过程。 1、驱动装置结构系统由整流部分、电压源型逆变器（VSI ）和鼠笼电动机（M ）组成。微处理器控制逆变器，执行磁场定向控制并控制操作面板。电机的两相电流R i 和S i 需要被测量。A/D 部分在综合测量原则下工作以使在选定周期里能够得到信号的准确平均值。中间回路的直流电压d U 和电机转速需要另外测量。自辨识过程可以在所有电压等级和所有类型的PWM 逆变器（thyristor 、GTO 、transistor ）上实施。实验是在15KW 电机上进行，逆变器的开关频率为500Hz 。图1 驱动装置结构

2、自辨识的过程当逆变器连接到主回路和主电机上时，操作者可以启动参数自辨识程序。首先，系统通过交互界面模式要求操作者输入电机的额定电压、电流和频率。然后，系统调整各个测量通道的偏移量（offset ），系统测量A/D 转换模块和逆变器及电机控制所必须的其他部分的功能，故障（如缺中断信号）会被准确检测到。这样，可以避免更大的损坏并且简化维修。电机电流的测量通道和和逆变器本身只有在电子管被触发并且有电流流过时才可能。在操作者给予授权之前，这个测试是不能进行的。当第二阶段测试正确执行以后，电机的参数（定子和转子电阻、总漏感L σ、转子时间常数）被确定。参数测量程序在几秒钟内完成。接着，控制参数将自动计算并且被设置。在需要的情况下，参数自辨识程序可以在电机运行的情况下再进行测试，以确定驱动装置的机械参数。所有的参数被保存在非易失性存储器中，以便它们在下次启动时候可以立即调用。 3、异步电动机的数学模型经过常规的近似以后，方程（1）可以用来描述鼠笼电机的电磁特性。 12 2111121121222222221010100010m a a a m m m R R T i L i u R R i L i T u R T R T σβσββααββωωψψωψψω??--?????????????---?????????????????=+????????--??????????????????????-???? （1）符号表 12,R R 定子电阻、*变换后转子电阻； 11,u u αβ 两相坐标系下的定子电压； 11,i i αβ 两相坐标系下的定子电流； 22,αβψψ *变换后的转子磁链； m ω 单极对数下的电角速度； L σ 总漏感； 2L *变换后的转子电抗； 222 L T R = 转子时间常数

三相异步电动机的参数测定

实验报告

图2-1 三相异步电动机参数测定接线图（2）利用调压电源改变供给异步电动机的电源，异步电动机连接成Y 形，即将U 、V 、W （A 、B 、C ）各接A 、B 、C 三相宫电线，X 、Y 、Z 接在一起。（3）当施加电压从零逐渐增加，达到某值时，电机开始启动，然后逐渐增加电压到额定电压。测量其空载转速，观察其方向，再降低电压，使电机停下来。（4）将三相交流供电线任意两相交换，再逐渐增加电压，观察电动机的转向，理解电源相序变化对电机转向的影响。 2．参数测定测量定子绕组的冷态直流电组，用数字万用表测量三个定子绕组1r 值，娶妻平均数，即得冷态电阻。至于异步电动机的参数12 12,,,,,m m x x x r r r ''，可用空载和短路实验来测定。下面主要作这两个实验。 (1). 空载实验 a.按照图3-1接线。电机绕组为Y 接（U N =220V ）。负载与电机脱开，即不加负载。 b.把交流调压器的电压调至最小位置，接通电源，逐渐升高电压，是电动机旋转，并注意电机的旋转方向。若电机的旋转方向不符合要求，则需改变任意两根输入线即可。 c.保持电机在额定电压下，空载运行数分钟，使电机的机械损耗达到稳

1 x由下列短路实验求得。励磁电阻： 2 3 Fe m P r I =，式中 Fe P为额定电压下的铁损耗，由图3-2确定。图2-2 电机的铁损与机械损耗即作出2 () P f U =曲线，在2H U时对应的,Fe mec mec P P P 。可取2 () P f U =的延长线与纵轴的交点，线段OK的长度表示机械损耗 mec P。由短路实验计算出短路参数：短路阻抗K k k U Z I =；短路电阻： 2 3 k k k P R I =；短路电抗：22 k k k X Z R =-，式中 ,, k k k U I P分别是短路相电压、短路相电流、三相短路功率之和。转子绕组的折合值为 21 k r R R '=-，定、转子漏电抗为 12 1 2k x x X ' =≈最后画出完整的三相异步电动机等效电路图，并填入相关参数。

三相异步电机参数的测试

三相异步电机参数的测试 0 引言在异步电机的矢量控制系统中，电动机的参数是十分重要的物理量。在电机学中利用电动机的参数构成等值电路，以此为基础可以对三相电动机的各种运行特性进行分析。变频调速中采用的矢量控制，控制系统性能完全依赖于所使用的电机参数的准确程度，如果参数不准确，将直接导致矢量控制性能指标下降，甚至导致变频器不能正常工作。三相异步电动机的基本参数包括定子电阻、定子漏感、转子电阻、转子漏感、定转子互感。这些参数的确定，可以利用电机设计制造时的技术数据进行理论计算，但计算复杂，并且与实际有较大误差；也可以采用试验方法确定，下面具体介绍在变频器中采用试验的方法对各参数的测试。 1 参数测定试验在变频器中，测试参数主要有两种方法：一种是在线测试，一种是离线测试。在线测试方法主要有卡尔曼滤波法、模型参考自适应法、滑模变结构法等，这些方法要求处理器具有较高的处理速度，对系统硬件要求较高；离线测试方法主要有频率响应试验、阶跃响应试验等，但测试精度不高，存在计算复杂、程序计算量大等问题，故很少采用。这里主要介绍根据传统的电机学试验原理，在变频器中对电机参数进行离线测试，通过对其采取相应的措施达到测试参数的高精确度。 1.1 采用直流伏安法测试电机的定子电阻在变频器系统中，采用直流伏安法测试定子电阻的关键是如何得到低压直流电源，当变频器直接连接到电网时，其直流母线电压较高，通常的办法是对直流母线进行电压斩波控制，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系列，这样经过定子绕组中的电感滤波后，就得到一个脉动很小的直流电流。如果占空比

为D，直流母线电压为Udc，电流为I，则相应的定子电阻值为在测试中为了防止变频器出现过电流，应该正确考虑占空比的设定，在实际测试中可以采用电流闭环加PI 调节器得出占空比的方法控制电流大小，如图1 所示。图1 中，I * 为控制目标，即给定电流，I 为反馈电流，即实际运行电流。试验时，变频器中的开关器件IGBT 的导通压降，对测试值的影响是不能忽略的，对导通压降补偿的正确与否直接影响到测试电阻精度的高低，导通压降除了IGBT的导通压降，还有续流二极管的导通压降。同时，由于IGBT在开通和关断过程中都有一定的延时，为了准确计算输出的直流电压，这部分延时也不能忽略。 1.2 利用堵转试验测试转子电阻及定转子漏感在实际的应用中，对电机进行堵转比较困难，在此采用单相短路试验代替三相试验，当电机加上单相正弦电压时，没有电磁转矩产生，其电磁现象与三相堵转时基本相同，测试中，让电机的某一相开路，在另外两相之间通入单相的正弦交流电，然后通入一定的电流，此时测试定子上的电压，电流和输入功率，这样即可计算出电机的短路电阻和短路电抗。

同步电动机参数辨识方法

同步电动机参数辨识方法（待续）同步电机辨识的参数主要有两类：1、等效电路参数（电阻、电感等） 2、时间常数与电抗（包括瞬变超瞬变参数）考虑问题：1、怎样选取适当的辨识信号和设计有效的辨识实验 2、怎样选取辨识模型（使用较多的是两回路的转子模型） 3、怎样证明辨识所得参数的有效性经典辨识：通过作阶跃响应、频率响应、脉冲响应等试验，测得对象以时间或频率为变量的实验曲线。最小二乘法：目前使用比较广泛。基于进化的策略法，如神经网络、遗传算法、粒子群游优化算法等等。一般采用方法：突然短路、甩负荷、直流衰减法、静止频率响应法等等。（理想情况下辨识，以及考虑饱和、磁滞、集肤效应等非线性因素）国内：传统方法：●对突然短路电流曲线的包络线加减来得到短路电流的中期分量和非周分量——改进：基于小波变换的短路数据处理方法（缺点是：需要选取小波基） ●基于扩展Prony算法的超瞬态参数计算方法（缺点是在实际应用中存在阶数确定的难题）（1）基于HHT的同步电机参数辨识（中国电机工程学报2006）基于Hilbert变换和非线性变量优化（NLO）的基波分量辨识算法，实现了同步电机瞬态和超瞬态参数的精确辨识。（2）基于小波变换和神经网络的同步电机参数辨识新方法（中国电机工程学报2007）先利用小波变换对短路电流信号进行预处理，再通过改进的人工神经元模型对短路电流进行较为精确的信号分离，得到短路电流中的直流分量、基波分量和二次谐波分量，并且辨识出了电机参数值以及精度较高的时间参数。（小波变换对短路电流进行预处理，并辨识得到各个时间参数，用来设定神经元激发函数中时间常数的迭代值）（3）一种新颖的电机磁链辨识算法（中国电机工程学报2007）是基于对电机磁链的估计，方法是针对电压模型中的积分环节进行改造：利用一个高通滤波器和1个坐标变换环节构成（4）感应电机参数的离线辨识方法直流实验辨识定子电阻，堵转实验辨识定、转子漏感、转子电阻，空载试验采用V/f控制方式，辨识定转子间的互感（5）直流衰减静测法局部辨识同步电机参数研究定子a相绕组轴线与转子d轴重合，a相绕组开路，励磁绕组短路。b、c相绕组通过电阻串接到直流电源上。试验时，使bc绕组突然对线短路，采集定子bc的相电流和励磁绕组电流（6）还有一些比如最小二乘法、卡尔曼滤波辨识、扩展粒子群优化算法等等（7）基于人工神经网络的同步电机在线参数辨识能反映电机实际运行过程中受到的饱和、电机老化、电磁力等因素的影响。目前国内的研究还比较少。缺点是：必须有足够多的、足够精确的导师样本。改善1：用不同的励磁电压和功率下进行多次仿真的结果作为导师样本来训练神经网络。改善2：采用在线参数辨识的混合算法：先利用遗传算法在大范围内进行参数寻

上海交大电机学实验+三相异步电动机参数及工作特性

电机学实验报告实验三三相异步电动机参数及工作特性一、实验目的 1．掌握三相异步电动机空载、堵转实验及参数计算的方法； 2．用实验的方法测定三相异步电动机的工作特性。二、实验内容 1．三相异步电动机空载实验； 2．三相异步电动机堵转实验； 3．三相异步电动机负载实验。三、实验接线图下图3-1为三相异步电动机参数及工作特性实验的两种接线图，分别对应不同的实验台。本组所使用的7号实验台有磁粉制动器，所以实验实际所用的为图b的接线方式。图3-1 三相异步电动机接线图四、实验设备 1．T三相感应调压器额定容量10kV A，额定输入电压380V，额定输出电压0~430V，额定输出电流13.4A； 2．M绕线转子三相异步电动机P N=3kW(R1=2Ω) U N=380V I N=7.1A n N=1390r/min； 3．G直流发电机3kW (或ZJ转矩传感器50N?m，CZ磁粉制动器50N?m)； 4．R L单相变阻器8.8/108Ω 2/25A； 5．交流电压表500V； 6．交流电流表10A； 7．功率表500V 10A； 8．直流电压表400V； 9．直流电流表30A； 10．直流电流表4A； 11．张力控制器；

12．转矩转速显示仪。五、实验数据 1．三相异步电动机空载实验： 0AB AB CA0A B C0???为三相输入功率 2．三相异步电动机堵转实验：表3-2 三相异步电动机堵转实验数据温度θ=16℃ 0AB AB CA k A B C0???为三相输入功率3．三相异步电动机负载实验： 1A B C1???为负载时三相输入功率

六、特性曲线、参数计算及问题分析 1．根据空载实验数据绘出空载特性曲线U0=f(I0)、p0=f(U0)、cosφ0=f(U0)。其中，空载功率因数为cosφ0 = p0 3U0I0 ：图3-2 三相异步电动机空载特性曲线U0=f(I0) 图3-3 三相异步电动机空载特性曲线p0=f(U0)

直流电机参数辨识的实验方法.doc11

直流电机参数辨识的实验方法摘要本文的主要目的是估计的直流电动机的参数实验采用一个综合的离散测量测功机。正在审议的参数是电机电枢绕组电阻和电感，反电势常数，电机转矩常数，转动惯量和粘性摩擦。测功机输出的电枢电流，离散角速度测量，电枢电压（系统输入法），由电机开发的扭矩。在这个文件的直流电动机参数辨识采用最小二乘算法，是实施过程中不受一个D/ A转换器和功率放大器使用。特别是，电枢电压产生使用的主要推动者和同步发电机。数据采集系统是由现有的测功机具有特殊的软件相结合的数据收集不同导致收购在指定的固定时间间隔自动测量。一个卡尔曼滤波器也实现，作为一个国家的观察员，估计角加速度与电枢电流的导数。此外，为提高整体识别性能，直流参数进行了第一次估计解耦AC参数使用DC输入信号。随后，估计直流参数，然后用来识别交流参数。实验结果来说明了该系统的效率。本文的主要目的是应用集成测功仪的离散测量方法实验性的估算直流电机参数。估算的参数有电动机电枢绕组电阻，电感，反电动势常熟，电机转矩常数，转动惯量和粘滞摩擦系数。这款测功仪的输出是绕组电流，角速度，电枢电压（系统输入）和电机转矩的离散值。文中直流电机的参数辨识，采用了最小平方法，并且在运行中不需要使用D/A转换器和功率放大器。而且，电枢电压由一个原动机和一个同步发电机提供。数据采集系统由在一设定的时间间隔自动测量收集数据的特殊的测功仪数据收集软件组成的。为了估算角加速度和电枢电流，应用了卡尔曼滤波器，作为实时观测器。此外，为了改善整体辨识性能，首先通过计算使用直流输入信号的交流参数来估算直流参数。实验结果证实了该系统的有效性。关键词你没翻译关键词：直流电机参数辨识卡尔曼滤波器 1 简介目前，对于采用多种技术参数辨识。梯度算法，它是一个最速下降法辨识误差最小化。随机状态估计，那里的参数集考虑到是该制度，这是一个卡尔曼滤波器估算未知状态。对于线性时不变系统，最小二乘算法is.widely使用。这种方法最大限度地减少了integralsquared识别错误。前两种方法通常用于时变系统，并要求闭环设置。在这个文件中，第三种方法，那就是最小二乘算法，是选择的效率和简单。然而，这三个方法

三相异步电动机的工作特性和参数测定

第8章三相异步电动机的工作特性和参数测定原理简述一、基本方程式和等效电路异步电机定子绕组所产生的旋转磁场，以转差速度切割转子导体，在转子导体中感应电势，产生电流，转子导体中的电流与定子旋转磁场相互作用而产生电磁转矩，使转子旋转。当转子的转速与定子旋转磁场的转速相等时，定、转子之间没有相对切割，转子中就没有电流，也就不能产生转矩。因此转子的转速一定要异于磁场的转速，故称异步电机。由于异步而产生的转矩称为异步转矩。当时，为电动机运行；时为发电机运行；当即转子逆着磁场方向旋转时，它是制动运行。异步电机绝大多数都是作为电动机运行。其转矩和转速（转差率）曲线，如图8-1所示。由《电机学》中可知，将转子边的量经过频率折算和绕组折算，可得到异步电机的基本方程式为：式中转差率是异步电机的重要运行参数，为折算到定子一边的转子参数，也就是从定子上测得转子方面的数值。

由方程式可以画出相应的等效电路，如图8-2所示。当异步电动机空载时，，。附加电阻。图8-2中转子回路相当开路；当异步电动机堵转时，，，附加电阻，图8-2转子回路相当短路，这就和变压器完全相同。因此异步电机也可以通过空载实验和堵转（短路）实验来求出异步电机的等效电路中的各参数。二、空载实验由空载实验可以求得励磁参数，以及铁耗和机械损耗。实验是在转子轴上不带任何机械负载，转速，电源频率的情况下进行的。用调压器改变试验电压大小，使定子端电压从逐步下降到左右，每次记录电动机的端电压、空载电流和空载功率，即可得到异步电动机的空载特性，如图8-3所示。图 8-3 空载特性图 8-4 铁耗和机械耗分离空载时，电动机的输入功率全部消耗在定子铜耗、铁耗和转子的机械损耗上。所以从空载功率中减去定子铜耗，即得铁耗和机械耗之和，即式中为定子绕组每相电阻值，可直接用双臂电桥测得。机械损耗仅与转速有关而与端电压无关，因此在转速变化不大时，可以认为是常数。

三相异步电动机结构和铭牌参数

三相异步电动机结构和铭牌参数三相异步电动机的额定值刻印在每台电动机的铭牌上,一般包括下列几种： 1.型号：为了适应不同用途和不同工作环境的需要，电动机制成不同的系列,每种系列用各种型号表示。例如Y 132 M- 4 Y →三相异步电动机，其中三相异步电动机的产品名称代号还有：YR为绕线式异步电动机；YB为防爆型异步电动机；YQ为高起动转距异步电动机。 132→机座中心高(mm) M →机座长度代号 4 →磁极数 2.接法：这是指定子三相绕组的接法。一般鼠笼式电动机的接线盒中有六根引出线,标有U1、V1 、W1、U2、V2、W2。其中：U1 U2是第一相绕组的两端；V1 V2是第二相绕组的两端；W1 W2是第三相绕组的两端。如果U1、V1 、W1分别为三相绕组的始端(头) ,则U2、V2、W2是相应的末端(尾)。这六个引出线端在接电源之前,相互间必须正确联接。联接方法有星形(Y)联接和三角形()联接两种(下图所示)。通常三相异步电动机自3kW以下者,联接成星形;自4kW以上者, 联接成三角形。 3.额定功率PN：是指电动机在制造厂所规定的额定情况下运行时, 其输出端的机械功率,单位一般为千瓦（kW）。对三相异步电机，其额定功率：PN=UNINηNcosN 式中ηN和cosN分别为额定情况下的效率和功率因数。 4.额定电压UN：是指电动机额定运行时,外加于定子绕组上的线电压,单位为伏

（V）。一般规定电动机的工作电压不应高于或低于额定值的5%。当工作电压高于额定值时,磁通将增大，将使励磁电流大大增加,电流大于额定电流,使绕组发热。同时,由于磁通的增大,铁损耗(与磁通平方成正比)也增大,使定子铁心过热；当工作电压低于额定值时，引起输出转矩减小，转速下降,电流增加，也使绕组过热，这对电动机的运行也是不利的。我国生产的Y系列中、小型异步电动机，其额定功率在3kW以上的,额定电压为3 80 V，绕组为三角形联接。额定功率在3 kW及以下的,额定电压为380/220V,绕组为Y/联接(即电源线电压为380 V时,电动机绕组为星形联接；电源线电压为220 V时,电动机绕组为三角形联接)。 5.额定电流IN：是指电动机在额定电压和额定输出功率时,定子绕组的线电流,单位为安（A）。当电动机空载时,转子转速接近于旋转磁场的同步转速,两者之间相对转速很小,所以转子电流近似为零,这时定子电流几乎全为建立旋转磁场的励磁电流。当输出功率增大时,转子电流和定子电流都随着相应增大,如下图中的I1=f(P2)曲线所示。图中是一台l0kW三相异步电动机的工作特性曲线。 6.额定频率fN：我国电力网的频率为50赫兹（Hz），因此除外销产品外,国内用的异步电动机的额定频率为50赫兹。 7.额定转速nN：是指电动机在额定电压、额定频率下,输出端有额定功率输出时, 转子的转速,单位为转/分(r/min)。由于生产机械对转速的要求不同,需要生产不同磁极数的异步电动机,因此有不同的转速等级。最常用的是四个极的异步电动机(n0=l500 r/min)。 8.额定效率ηN：是指电动机在额定情况下运行时的效率, 是额定输出功率与额定输入功率的比值。即 ηN=×100%=×100%

电机参数辨识-matlab官网教程

Creating a High-Fidelity Model of an Electric Motor for Control System Design and Verification By Brad Hieb, MathWorks An accurate plant model is the linchpin of control system development using Model-Based Design. With a well-constructed plant model,engineers can verify the functionality of their control system, conduct closed-loop model-in-the-loop tests, tune gains via simulation,optimize the design, and run what-if analyses that would be difficult or risky to do on the actual plant. Despite these advantages, engineers are sometimes reluctant to commit the time and resources required to create and validate a plant model. Concerns include how much time it will take to run a simulation, how much domain and tool knowledge will be required to build and validate the model, and what type of equipment will be needed to acquire hardware test data for building and validating the model.This article describes a workflow for creating a permanent magnet synchronous machine (PMSM) plant model using MATLAB ?and Simulink ?and commonly available lab equipment. The workflow involves three steps: ?Execute tests ?Identify model parameters from test data ?Verify parameters via simulation We used the plant model to build and tune a closed-loop PMSM control system model. We ran step response and coast-down tests using the controller model in simulation and on hardware using an xPC Target? turnkey real-time testing system. We found close agreement between the simulation and hardware results, with normalized root mean square deviation (NRMSD) below 2% for key signals such as rotor velocity and motor phase currents (Figure 1). Figure 1. Comparison of simulation results (blue) with hardware results (red) for rotor velocity (left) and phase current (right). The Plant Model and Its Parameters The PMSM plant model, developed with SimPowerSystems?, includes the motor and a load—in this example, an acrylic disc. The model has nine parameters that define its behavior: one (disc inertia) associated with the load and eight associated with the motor (Figure 2). See more articles and subscribe at https://www.360docs.net/doc/3c18582537.html,/newsletters .

基于最小二乘法的电机参数辨识基于最小二乘法的电机参数辨识摘要基

基于最小二乘法的电机参数辨识摘要：基于异步电机在两相坐标系里的状态方程，通过检测电机的定子电压、电流和转速信号，而不需要转子磁链信号，利用最小二乘法递推算法对电机参数进行了辨识，由于不需要转子磁链，这样通过观测得到的磁链就不会影响辨识的准确性，消除了参数计算和磁链观测之间的耦合，仿真结果和实验验证了辨识的准确性。关键词：最小二乘法参数辨识异步电机 1.引言 20世纪70年代磁场定向原理的提出，使得交流传动的矢量控制技术理论上可以达到与直流传动相近的动、静态性能。然而异步电机矢量控制需要对转子磁链进行准确的观测以实现对定子电流和转子磁场的定向控制，这就要求得到精确的电机参数，这些参数受温度、集肤效应和磁通饱和等影响，导致磁链观测结果不准确，使得实际的矢量控制效果难以达到理论分析的结果。20世纪80年代中期Depenbrock教授提出的直接转矩控制（DTC）方法，磁链和转矩由滞环控制，系统的转矩响应比矢量控制要好一些，但 DTC也有它的局限性——要使用定子电阻来估算定子磁链。定子电阻随着温度和电流频率的变化而变化，在低速时会极大地影响控制器的性能。为了解决定子电阻变化的影响，出现了许多定子电阻的辨识方法。主要有以下几种：采用全阶观测器的MRAS进行转速和定子电阻的同时辨识；采用转子磁通的参考值和估计值之间的偏差来调节定子电阻；此外，还有采用d轴电流的偏差进行定子电阻辨识的方法。对电阻辨识方法，利用从电机的零序电压中提取的转子齿谐波电压信号计算转速，用该转速与无速度传感器控制中的估计转速比较，用这个误差来进行转子电阻的辨识，但是由于低速下转子齿谐波电压微弱，检测困难，限制了这种方法在低速下的应用；通过在电机的转子磁通轴上加低频脉动的电流使得转子磁通幅值产生波动，实现转子电阻和转速的同时辨识；在加减速过程中，磁通幅值发生变化时进行的转子电阻的辨识，不需要额外注入信号；在线辨识定子电阻，使转子电阻按一定比例随辨识的定子电阻改变的方法；这些方法都很难消除参数计算和磁链观测之间存在的耦合。利用最小二乘法对参数进行递推算法，该方法仅利用电机的定子电压、电流和转速信号，而不需要转子磁链信号，这样通过观测得到的磁链就不会影响辨识的准确性，消除了参数计算和磁链观测之间存在的耦合，提高了系统的控制精度。 2.电机数学模型的最小二乘法形式电机数学模型采用两相静止坐标系数学模型，如下式所示