异步电机定转子参数的辨识方法研究
电机参数辨识方法
电机参数辨识方法
本文主要讲述的是电机参数辨识方法。
电机参数辨识是一项重要的技术，可用于估算电机的性能和稳态响应特性。
它可有效地减少电机设计和制造工艺的成本，并有助于确定电机的最佳性能参数。
目前，电机参数辨识方法已经受到了广泛的应用，其中包括机械和电子系统以及控制工程。
电机参数辨识的主要步骤包括：电机驱动器的检测和诊断；电机参数跟踪和辨识；最终的参数校正。
在检测和诊断阶段，首先采用电机特性测试，以确定电机的基本特性，如电阻和电感。
然后，利用信号发生器，测量被测电机的转矩和转速，以确定电机的功率特征。
在参数跟踪和辨识阶段，根据测量的数据构建辨识模型，使用基于数据的方法来不断优化辨识模型，以确定最佳参数。
最终，将电机参数与原始设计参数进行比较，根据需要进行最终的校正，以确保电机具有最佳性能。
电机参数辨识方法的优点在于可以以较低的成本有效地估算电
机的性能和稳态响应特性。
它可以减少电机设计和制造的成本，提高电机的可靠性，并有助于确定电机的最佳性能参数。
此外，电机参数辨识方法还可以有效地减少系统的噪声和振动。
总的来说，电机参数辨识方法是一种有效的技术，可以有效地评估电机性能，并有助于确定最佳参数，从而提高系统可靠性和性能。
- 1 -。
异步电机的分析方法
起动电流指起动瞬间电机从电网吸收的电流:
Ist=I'2=U1/sqrt[(R1+R'2)2+(X1σ+X'2σ)2]
起动转矩则是起动瞬间电动机的电磁转矩:
Tst=(1/Ω1)m1U12R'2/[(R1+R'2)2+(X1σ+X'2σ)2]
一、电磁转矩
基本公式:
T=PΩ/Ω=[m1I'22R'2(1-s)/s]/(2nπ/60)
=[m1I'22R'2(1-s)/s]/[2(1-s)n1π/60]
=[m1I'22R'2/s]/[2n1π/60]=PM/Ω1
与直流电机类似的公式:（T=CTΦIa）
T=PM/Ω1=m1E'2I'2cosφ2/Ω1
转速：
o转子电流的频率f2=sf1
o转子电流产生的旋转磁势的相对于转子的转速：n2=60f2/p=s60f1/p=sn1
o转子磁势的绝对转速n2+n=sn1+n=n1
结论：转子绕组的磁势与定子绕组的磁势转速相同，在空间相对静止。
3、磁势平衡方程式
激磁电流Im和激磁磁势Fm
o产生主磁通Φ1所需要的电流称为激磁电流Im；对应的磁势称为激磁磁势：
等效电路：（T形等效电路，看图1200-4）
简化等效电路：（看图1200-5）
四、相量图
类似于变压器相量图。
假设电动机的参数（1200-4）和感应电势E'2= E1为已知，从转子电路方程出发可以一步一步作出异步电机相量图。（看动画）
参考相量：水平方向为Φ1，垂直方向为E'2（E1）。
离散傅里叶变换在异步电机参数辨识中的应用
离散傅里叶变换在异步电机参数辨识中的应用任志斌;曾彪;曾德墙【摘要】矢量控制系统中需要用到的参数较多，能否获得良好的调速性能往往取决于电机参数的准确性。
由此，对一种采用离散傅里叶变换的参数辨识方法进行了研究。
通过空间电压矢量算法实现相应的电压激励的产生，并注入电机，根据电机等效特性辨识出电机参数。
为了提高定子电阻的辨识精度，利用最小二乘法对传统的直流实验进行优化。
针对单相交流实验和空载实验中，检测电压和电流信号可能出现的干扰信号，利用离散傅里叶变换的方法以减少误差，实现对电机的电流幅值、电压幅值及其功率因数的测量，进而准确辨识电机定转子电阻、定转子漏感和互感。
为了对辨识参数的准确性进行验证，将所辨识参数在异步电机矢量控制系统进行应用。
实验结果表明：所辨识的参数具有较高的准确性。
本辨识方法模型简单，易于实现，具有广阔的应用前景。
【期刊名称】《河南科技大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2014(000)003【总页数】6页(P58-63)【关键词】离散傅里叶变换;最小二乘法;异步电机;参数辨识;空间电压矢量【作者】任志斌;曾彪;曾德墙【作者单位】江西理工大学电气工程与自动化学院，江西赣州 341000;江西理工大学电气工程与自动化学院，江西赣州 341000;江西理工大学电气工程与自动化学院，江西赣州 341000【正文语种】中文【中图分类】TM3010 引言在按转子磁场定向的异步电机矢量控制系统中，转子磁场能否准确定向取决于电机参数的准确性，进而影响系统的调速性能［1］。
要对参数未测定的异步电机进行矢量控制时，准确辨识出电机参数，则是其控制系统具有良好调速性能的重要保证。
在线辨识方法和离线辨识方法是目前异步电机参数辨识的两种方法。
在线辨识包括遗传算法、粒子群算法等方法［2－9］，控制方法复杂，或者要增加一些额外设备，不易实现，目前尚处于理论研究和仿真阶段。
传统的参数测试是利用堵转实验及空载实验来实现。
异步电机离线参数辨识
异步电机离线参数辨识作者：李国进胡常林侯绪达来源：《计算技术与自动化》2011年第04期文章编号：1003-6199(2011)04-0073-04摘要：异步电机矢量控制要求准确获得磁场定向，而磁场定向的精度取决于电机参数值。
为了准确辨识出电机的参数，本文研究基于静止状态下异步电机T型等效电路模型，采用脉冲电压法，单相交流注入法取代传统堵转和空载试验，实现对异步电机参数的准确测量。
仿真实验结果证明上述方法正确可靠，且得到了较高的辨识精度。
关键词：异步电机；参数；静止状态中图分类号： TM346 文献标识码：AOffline Parameter Identification Method of Induction Motor，，(Colleage of Electrical Engineering Guangxi Unievrsity，Nanning 530004,China)Abstract:For tha vector control of an induction motor,it require accurately field oriented,while the precision of the field oriented depends on motor parameter values.In order to accurately identify the parameters of the motor,this paper studies on the basic of T equivalent circuit model of induction motor at standstill state,we use pluse voltage or single phase AC as an excitation signals to measure the static of parameter for induction motor,this method dotests.The validity,reliability and accuracy of the proposed scheme is verified through simulation.Key words:induction motor;parameter;standstill state1 引言异步电动机通过矢量坐标变化，实现了磁通和转矩在等效两相正交绕组状态下的解耦，从而获得不亚于直流电机的调速性能。
一种简易的异步电机参数辨识方法及其应用
TMS320F2812 为主控制器的异步电机无速度传感器 矢 量 控 制 系统 进 行 实验， 将 辨 识 得到 的 参 数 投 入 到 实际 系统中， 通过 LabVIEW 虚拟示波器观测系统的实际运行情况。实验结果证明该方法辨识得到的参数准确性高，能直接应用于 无速度矢量控制系统，而避免了繁琐的参数整定过程。 关键词: 参数辨识; 静止状态; 矢量控制; 无速度传感器 中图分类号: TM306 ; TM346 + 2 文献标志码: A 文章编号: 1001-6848 ( 2011 ) 03-0089-05
［1 ］
， 但 在 很 多 实际的应 用 场 合， 负 载
是不允许脱 开 的， 空 载 实验 无 法 进 行， 所 以 传 统 的 离线辨识在实际应 用中 存 在 很 大的 局 限 性。 本文 提 出一种简易实 用 的 离 线 辨 识 方 法， 该 方 法 能 在 电机 静止状态下 辨 识 出电机的 各 个 参 数。 最 后 将 该 方 法 辨识所得 的 各 参 数 应 用 于 无速度 矢 量 控 制 系统中， 实验结果表明该方法具有实用意义。
［2－ 3 ］
0
引
言
等 复 杂 的 算 法， 这 对
于定点 DSP 是难以 胜 任 的， 目前 尚 处 于理 论 研究 和 仿真阶段; 而传 统 的 离 线 辨 识 方 法 需 要 进 行 空 载 实 验和堵转实验
［5 ］
在异步电机 无速度 传 感 器 矢 量 控 制 系统中， 控 制的性能严重 依 赖 电机 参 数 的 准确 性， 如 电机的定 子电阻、 定 子 电 感、 转 子 电 阻、 转 子 电 感、 互 感， 电机参数的准确 性对 磁 场 定 向 的 准确 性与 解 耦 控 制 的性能影响 很 大
双馈异步风力发电机参数辨识
双馈异步风力发电机参数辨识双馈异步风力发电机参数辨识引言：随着可再生能源的发展和利用的日益增长，风力发电作为清洁能源之一，受到了广泛关注。
双馈异步风力发电机作为一种常见的风力发电机类型，其具有较高的效能和较低的成本，被广泛应用于风电场。
然而，双馈异步风力发电机的参数辨识一直是一个具有挑战性的问题。
本文将介绍双馈异步风力发电机的基本原理和结构，讨论参数辨识的方法，以及未来可能的研究方向。
一、双馈异步风力发电机的原理和结构双馈异步风力发电机由风轮、转子、变压器、逆变器和电网组成。
其基本原理是通过风轮受到的风力驱动转子旋转，产生的机械能通过变压器和逆变器转换成电能，并输入到电网中。
双馈异步风力发电机与传统的固定转子异步发电机相比，具有转矩平稳、输出功率高、噪音低等优点。
二、双馈异步风力发电机参数辨识的方法1. 试验法：通过搭建试验平台，采集双馈异步风力发电机在运行过程中的电流、电压、速度等数据，利用系统辨识方法进行参数的估计。
试验法需要高昂的成本和大量的时间投入，但可以获取具有较高精度的参数估计结果。
2. 基于数学模型的辨识方法：利用数学建模方法建立双馈异步风力发电机的数学模型，然后利用系统辨识方法对模型进行参数辨识。
该方法不需要进行试验，成本较低，但需要对风力发电机的工作原理和电气特性有较深入的理解。
3. 人工智能方法：利用人工智能算法，如神经网络、遗传算法等，对双馈异步风力发电机的参数进行辨识。
这种方法具有较高的自适应性和鲁棒性，但需要大量的数据支持和计算资源。
三、双馈异步风力发电机参数辨识的挑战和应对双馈异步风力发电机参数辨识面临以下挑战：1. 参数难以测量：双馈异步风力发电机的某些参数难以直接测量，需要通过间接手段进行辨识。
2. 参数受环境影响较大：风力发电机的工作环境复杂多变，受到风速、湍流、温度等因素的影响，导致参数辨识的结果不稳定。
3. 系统非线性：双馈异步风力发电机的系统具有非线性特性，使得参数辨识更加困难。
异步电机参数辨识
异步电机参数辨识李敏;肖兵【期刊名称】《信息技术》【年(卷),期】2013(000)006【摘要】对于异步电机控制系统,参数辩识的准确性和简易性是非常关键的一个环节.在传统异步电机试验原理的基础上,利用电机控制系统本身的资源,进行直流、单相交流、三相空载试验,然后根据变频器所检测到的电流、电压,经过傅里叶变换来实现对电机参数辨识.最后,根据辨识的参数,利用Matlab/Simulink进行了参数辨识与无速度传感器矢量控制系统的仿真,实验结果表明具有良好的动静态特性.%For induction motor control system,the accuracy and simplicity of the parameter identification are critical.This paper is based on the experiment principle of traditional induction motor,use of motor control system itself resources,to do DC,single phase AC,three-phase no load test,andthen,detect the current,voltage by the inverter,do Fourier transform to achieve identification of motor parameters.At last,based on these parameters,by using Matlab/Simulink software,do parameter identification and speed sensorless vector control system simulation,and the experimental results show that have a good dynamic and static characteristic.【总页数】4页(P104-106,110)【作者】李敏;肖兵【作者单位】华南理工大学自动化科学与工程学院,广州510640;华南理工大学自动化科学与工程学院,广州510640【正文语种】中文【中图分类】TM343.2【相关文献】1.基于改进模型的异步电机最小二乘参数辨识 [J], 孟庆硕;许鸣珠2.Actor-Critic框架下的数据驱动异步电机\r离线参数辨识方法 [J], 漆星;张倩3.基于改进模型的异步电机最小二乘参数辨识 [J], 孟庆硕;许鸣珠;4.异步电机参数辨识仿真研究 [J], 张建维;邓福军5.异步电机离线参数辨识方法 [J], 刘旺;刘伟良;陈磊;吴军;郭志大因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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。
异步电动机转速辨识方法的仿真设计
异步电动机转速辨识方法的仿真设计无速度传感器技术已经成为近几十年来的研究热点，而速度估计是无速度传感器的核心问题，鉴于此现象介绍了两种比较常用的速度估计方法。
采用按转子磁链定向的矢量控制系统在MATLAB中搭建仿真模型，仿真实验结果验证了两种速度估计器的可行性以及适用领域。
标签：异步电机；无速度传感器；MRAS；全阶磁链观测器1 引言在现代交流传动控制中，常需要交流电机变量的准确信息，比如电流、磁链、转速等[1]。
其中转速是实现转速闭环控制必不可少的信息，目前转速传感器使用较多的是光电脉冲编码器、旋转变压器或是测速发电机。
然而在电机轴上安装转速传感器就要保证传感器轴与电机轴的同心度，同心度不好将影响测速的精度[2]；其次，异步电机是以其结果简单、维护方便、运行可靠和可工作在恶劣环境中等优点而被广泛使用的，现在其上安装转速传感器来获取转速信息，这将增加它的复杂度和成本，给系统维护带来了困难，破坏了电机简单坚固的特点[3]，降低了系统的机械鲁棒性；再次，转速传感器的安装会造成系统成本的增加、转动惯量的增加，同时转速传感器的工作精度还受到环境因素的影响，由于这些缺陷的存在，降低了调速系统的可靠性[4]。
针对以上安装转速传感器所带来的不利因素，无速度传感器控制技术逐渐成为一个新领域，其研究的主要目的是利用电机易测得的物理量电流、电压等电信号，通过一定的算法获得电机的转速，并将其反馈回控制系统中，从而提高控制性能[5]。
2 模型参考自适应系统（MRAS）模型参考自适应系统是一种基于稳定性设计的方法，能够保证估计的渐进收敛，对电机参数变化和外界扰动具有较强的鲁棒性[5，6]。
MRAS的基本结构如图1所示。
参考模型是一能代表受控系统性能的准确模型，它的输出为自适应机构的期望值；可调模型就是受控系统，可以调整其参数或者输入以获得尽量接近参考模型的性能；自适应机构则是由广义误差按上述目的调整受控系统的规律[2]。
三相异步电动机的工作特性和参数测定
三相异步电动机的⼯作特性和参数测定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。