西门子参数辨识方法(时域法)

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：sR（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sR。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：12122()sUURII式中，12,UU——AB相之间的电压值；12,II——阶跃电压信号对应的稳态定子电流。Step2：L（漏感）辨识：tdcUdcU()utsit1t2t3tmaxIsLrLmL()utsiri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sL。如图1所示，1t时刻直流侧电压dcU加到定子测AB两相之间，当定子电流达到限幅值时，将-dcU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sL，该电感的计算公式如下：2dcsUtLI式中，dcU——直流侧电压；t——电流上升时间；I——t时间内电流变化值。/2sLLStep3：rR（转子电阻）辨识tdcUdcU()utsit1t2tmaxI3t4tmaxIsLrL()utsisRrR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：srssrsrLLLTRRRR式中，sR和sL已分别在Step1和Step2中辨识出来，进而可得到转子电阻rR。Step4：mL（互感）辨识t()utsi00tsLrL()utsisRrRmLri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si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()ut，该电压衰减的时间常数为转子时间常数：rrrLTR式中，rR（转子电阻）已在Step3中辨识出来，可计算出rL，则mL（互感）：1mrLL仿真波形和西门子波形对比：1)L（漏感）辨识:2）rR（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.,andSchlegel,D.W.:‘Afrequency-baseddeterminationoftransientinductanceandrotorresistanceforfieldcommissioningpurposes’,IEEETrans.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）