时域法(暂态分析 transient),频域法(稳态分析 steady-state)西门子参数辨识方法: 由西门子参数辨识的电流、电压波形大致可知,其采用的是基于时域(暂态)的辨识方法,即在定子测任意两相之间施加阶跃电压信号或阶跃电流信号,结合电机在不同激励信号作用下的等效电路模型,通过稳态响应和暂态响应辨识参数 西门子通过以下四个步骤辨识出电机参数:Step1:(定子电阻)辨识在电机AB相之间施加阶跃电压信号,由电流稳态响应计算西门子采用两次发波相减的方法消除死区、开关管压降等影响计算公式如下:式中,——AB相之间的电压值;——阶跃电压信号对应的稳态定子电流Step2:(漏感)辨识: 图1电压激励信号和电流响应波形 图2该激励信号下异步电机单相等效电路在电机AB相之间施加阶跃电压激励,通过电流上升时间计算如图1所示,时刻直流侧电压加到定子测AB两相之间,当定子电流达到限幅值时,将-加到AB两相之间,待电流下降到0时封锁脉冲该激励下的异步电机单相等效电路相当于三个电感串并联,等效电感为,该电感的计算公式如下:式中,——直流侧电压;——电流上升时间;——时间内电流变化值。
Step3:(转子电阻)辨识 图3电压激励信号和电流响应波形 图4 该激励下异步电机单相等效电路如图3所示,在t2~t3(或t4之后)定子电流通过二极管和开关管续流,此时电机的等效电路如图4所示,电流的衰减时间常数为:式中,和已分别在Step1和Step2中辨识出来,进而可得到转子电阻Step4:(互感)辨识 图5 电流激励信号和电压响应信号 图6 该激励下的异步电机单相等效电路 如图5所示,AB相注入直流电流,在定子电流稳定后突然封锁所有IGBT,定子电流很快下降到0,励磁电流通过转子支路续流,并在定子测感应出电压,该电压衰减的时间常数为转子时间常数:式中,(转子电阻)已在Step3中辨识出来,可计算出,则(互感):仿真波形和西门子波形对比:1) (漏感)辨识:2)(转子电阻)辨识:参考文献:[1] 马小亮. 矢量控制系统中异步电动机参数的估算和测量[J]. 电气传动.2010[2] 刘军峰. 定子磁场定向无速度传感器系统的研究与开发[D]. 华中科技大学.2005[3] 王明渝. 感应电动机矢量控制参数离线辨识技术[J]. 电工技术学报.2006[4] 小林贵彦. 感应电机离线参数辨识方法[J]. 电力电子.2009Kerkman, R., Thunes, J.D., Rowan, T.M., and Schlegel, D.W.: ‘Afrequency-based determination of transient inductance and rotorresistance for field commissioning purposes’, IEEE Trans. Ind.Appl., 1996, 32, (3), pp. 577–584(暂态电感:比较了时域和频域的辨识结果,结论是频域更准确)。