本发明涉及感应电机领域,并且更具体地涉及一种用于确定感应电机转子电阻的方法、装置、实施该方法的计算机设备和实施该方法的计算机存储介质。
背景技术:
1、目前,现有技术中常用的针对感应电机转子电阻或转子温度的估算方法主要包括热网络法和数据驱动法。热网络法需要建立复杂的物理模型,并且需要对电机进行详细的建模和仿真,工作量大且响应时间慢,此外,由于电机模型结构复杂,仿真软件和理论公式都无法准确体现实际情况,从而导致估算电阻或温度和实际偏差较大。数据驱动法旨在将采样得到的电流、电压、温度、转速等数据输入算法模型并进行训练,然而,该方法的估算结果准确性易受到训练数据的质量和数量的限制,由于实际的转子电阻和温度不易采集,很难收集到大量的数据,在数据量不够的情况下,数据驱动法存在过拟合且不准确的风险。
技术实现思路
1、为了解决或至少缓解以上问题中的一个或多个,本发明提出了一种用于确定感应电机转子电阻的方法、装置、实施该方法的计算机设备和实施该方法的计算机存储介质。本发明所提出方案能够在无需进行复杂建模的前提下在线实时确定转子电阻,在保证了结果精确性的同时,减小了计算量并提高了响应速度。
2、按照本发明的第一方面,提供一种用于确定感应电机转子电阻的方法,所述方法包括下列步骤:获取所述感应电机的定子电流参考、定子电压参考以及定子电流频率;在感应电机等效电路的基础上,根据分压原理并基于所述定子电流参考、定子电压参考以及定子电流频率确定所述感应电机的反电势电感,其中所述反电势电感定义为所述感应电机除去定子电阻部分的阻抗除以所述定子电流频率;在所述感应电机等效电路的基础上,根据所述反电势电感的定义并基于所确定的反电势电感确定所述转子电阻。
3、作为以上方案的替代或补充,在根据本发明一实施例的方法中,步骤a包括:获取所述感应电机的三相电流参考根据clarke变换和park变换获取d轴定子电流参考和q轴定子电流参考以及获取由根据电流误差来控制输出电压的pi控制器输出的d轴定子电压参考和q轴定子电压参考
4、作为以上方案的替代或补充,在根据本发明一实施例的方法中,步骤b包括:利用根据所述分压原理建立的第一模型确定所述感应电机的反电势电感lε,其中所述第一模型满足如下等式:
5、
6、其中,为定子电压参考,为定子电流参考,分别为d、q轴定子电压参考,别为d、q轴定子电流参考,rs为定子电阻,ωe为定子电流频率。
7、作为以上方案的替代或补充,在根据本发明一实施例的方法中,所述方法还包括利用离线参数辨识法确定所述定子电阻rs,并且定子电流频率ωe是利用下式确定的:
8、ωe=ωr+ωs
9、
10、其中,ωr为电机转子转速,ωs为转差,为转子电阻参考,分别为d、q轴定子电流参考,lm为励磁电感。
11、作为以上方案的替代或补充,在根据本发明一实施例的方法中,步骤c包括:根据所述反电势电感的定义建立第二模型,其中所述第二模型满足如下等式:
12、
13、其中,lε为反电势电感,lσ为漏感,lm为励磁电感,为转子电阻参考,rr为实时转子电阻,分别为d、q轴定子电流参考。
14、作为以上方案的替代或补充,在根据本发明一实施例的方法中,步骤c包括利用下式确定实时转子电阻rr:
15、
16、其中,为转子电阻参考,分别为d、q轴定子电流参考,lm为励磁电感,lσ为漏感,lε为反电势电感。
17、作为以上方案的替代或补充,在根据本发明一实施例的方法中,所述方法还包括利用下式确定实时转子温度tr:
18、
19、其中,rr为实时转子电阻,θr为转子电阻温升系数,tref为参考温度,rr,ref为参考温度tref下的转子电阻。
20、作为以上方案的替代或补充,在根据本发明一实施例的方法中,所述方法还包括:在电机测试阶段对反电势电感参考进行标定,以获取电机转子转速参考和扭矩参考与所述反电势电感参考的对应关系,并将所述对应关系保存至查找表,其中对所述反电势电感参考进行标定包括:在所述电机转子转速参考和所述扭矩参考恒定的情况下,调节转子电阻参考以改变电机实时扭矩,并将所述电机实时扭矩与所述扭矩参考相等时的反电势电感确定为所述反电势电感参考。
21、作为以上方案的替代或补充,在根据本发明一实施例的方法中,所述方法还包括:在电机正常运行阶段,通过查表获取与电机转子转速参考和扭矩参考相对应的反电势电感参考;通过反馈补偿,利用所述反电势电感参考与步骤b中所确定的反电势电感之间的差值实时修正转子电阻参考,以使所述差值为零;基于所述差值为零时的转子电阻参考确定实时转子温度。
22、作为以上方案的替代或补充,在根据本发明一实施例的方法中,基于所述差值为零时的转子电阻参考确定实时转子温度包括根据下式确定实时转子温度tr:
23、
24、其中,为转子电阻参考,为转子电阻温升系数,tref为参考温度,rr,ref为参考温度tref下的转子电阻。
25、按照本发明的第二方面,提供一种用于确定感应电机的转子电阻的装置,所述装置包括:信息获取模块,其用于获取所述感应电机的定子电流参考、定子电压参考以及定子电流频率;反电势电感计算模块,其用于在感应电机等效电路的基础上,根据分压原理并基于所述定子电流参考、定子电压参考以及定子电流频率确定所述感应电机的反电势电感,其中所述反电势电感定义为所述感应电机除去定子电阻部分的阻抗除以所述定子电流频率;以及转子电阻确定模块,其用于在所述感应电机等效电路的基础上,根据所述反电势电感的定义并基于所确定的反电势电感确定所述转子电阻。
26、根据本发明的第三方面,提供一种计算机设备,包含:存储器;处理器;以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述计算机程序的运行使得根据本发明第一方面所述的方法中的任意一项被执行。
27、根据本发明的第四方面,提供一种计算机存储介质,所述计算机存储介质包括指令,所述指令在运行时执行根据本发明第一方面所述的方法中的任意一项。
28、根据本发明的一个或多个实施例的用于确定感应电机的转子电阻的方案在感应电机等效电路的基础上定义了新的感应电机参数“反电势电感”,根据分压原理确定反电势电感并根据反电势电感的定义反推感应电机的转子电阻。该方案能够在无需进行复杂建模的前提下在线实时确定转子电阻,在保证了结果精确性的同时,减小了计算量并提高了响应速度。
1.一种用于确定感应电机转子电阻的方法,其特征在于,所述方法包括下列步骤:
2.根据权利要求1所述的方法,其中,步骤a包括:
3.根据权利要求1所述的方法,其中,步骤b包括:
4.根据权利要求1所述的方法,其中,所述方法还包括利用离线参数辨识法确定所述定子电阻rs,并且所述定子电流频率ωe是利用下式确定的:
5.根据权利要求1所述的方法,其中,步骤c包括:
6.根据权利要求1所述的方法,其中,步骤c包括利用下式确定实时转子电阻rr:
7.根据权利要求1所述的方法,其中,所述方法还包括利用下式确定实时转子温度tr:
8.根据权利要求1所述的方法,其中,所述方法还包括:
9.根据权利要求8所述的方法,其中,所述方法还包括:
10.根据权利要求9所述的方法,其中,基于所述差值为零时的转子电阻参考确定实时转子温度包括根据下式确定实时转子温度tr:
11.一种用于确定感应电机的转子电阻的装置,其特征在于,所述装置包括:
12.一种计算机设备,其特征在于,包含:存储器;处理器;以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述计算机程序的运行使得根据权利要求1-10中任一项所述的方法被执行。
13.一种计算机存储介质,其特征在于,所述计算机存储介质包括指令,所述指令在运行时执行根据权利要求1-10中任一项所述的方法。
