劉 鵬 吳文進(jìn) 蘇建徽

(合肥工業(yè)大學(xué)教育部光伏系統(tǒng)工程研究中心 合肥 230009)

?

一種異步電動(dòng)機(jī)靜止?fàn)顟B(tài)下參數(shù)辨識(shí)的改進(jìn)方法

劉 鵬 吳文進(jìn) 蘇建徽

(合肥工業(yè)大學(xué)教育部光伏系統(tǒng)工程研究中心 合肥 230009)

基于異步電動(dòng)機(jī)的非對(duì)稱T型模型，提出一種電動(dòng)機(jī)靜止?fàn)顟B(tài)下參數(shù)辨識(shí)的改進(jìn)算法。分析并指出逆變器死區(qū)只對(duì)輸出電壓有功分量產(chǎn)生影響，并通過(guò)對(duì)死區(qū)自適應(yīng)補(bǔ)償方法辨識(shí)出電動(dòng)機(jī)參數(shù)，提高了辨識(shí)的準(zhǔn)確度?？紤]到趨膚效應(yīng)的影響，給出通過(guò)兩次注入相同轉(zhuǎn)差頻率、不同幅值的單相交流電流，并通過(guò)對(duì)誤差電壓進(jìn)行對(duì)消的自適應(yīng)算法辨識(shí)出轉(zhuǎn)子電阻；基于等效空載的方法，注入極低頻率的單相交流電流使電動(dòng)機(jī)在靜止?fàn)顟B(tài)與空載旋轉(zhuǎn)狀態(tài)等效，避免了轉(zhuǎn)子電阻的影響，從而更精確的辨識(shí)出互感。將所測(cè)量參數(shù)與利用傳統(tǒng)方法測(cè)量的參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，并將參數(shù)用于無(wú)速度傳感器矢量控制，驗(yàn)證了該算法具有較高的精確性、實(shí)用性和魯棒性。

異步電動(dòng)機(jī) 參數(shù)辨識(shí) 死區(qū)影響 自適應(yīng)算法 等效空載方法

0 引言

異步電動(dòng)機(jī)因具有價(jià)格低、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用。眾所周知，矢量控制等高性能控制算法的控制性能依賴電動(dòng)機(jī)參數(shù)的準(zhǔn)確度[1，2]。為辨識(shí)異步電動(dòng)機(jī)參數(shù)，傳統(tǒng)方法是基于電機(jī)的空載和堵轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)[3]，但在實(shí)際應(yīng)用中，尤其當(dāng)系統(tǒng)安裝完畢負(fù)載難于拆卸時(shí)，這種方法就不適用了。

為了在靜止?fàn)顟B(tài)下辨識(shí)出異步電動(dòng)機(jī)參數(shù)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者做了很多工作。文獻(xiàn)[4-7]基于異步電動(dòng)機(jī)T型模型提出了頻率響應(yīng)法，但未考慮死區(qū)對(duì)辨識(shí)結(jié)果的影響；文獻(xiàn)[8]對(duì)死區(qū)的影響提出了一種補(bǔ)償方法，但這種方法對(duì)漏感變化比較敏感，有可能出現(xiàn)過(guò)補(bǔ)償導(dǎo)致辨識(shí)結(jié)果錯(cuò)誤；文獻(xiàn)[9]通過(guò)施加特定的激勵(lì)電流，通過(guò)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子時(shí)間常數(shù)將定子電壓變化率調(diào)節(jié)為零，進(jìn)而估算出轉(zhuǎn)子時(shí)間常數(shù)，避免了死區(qū)的影響，但對(duì)于轉(zhuǎn)子時(shí)間常數(shù)大的電機(jī)辨識(shí)準(zhǔn)確度較低，且并未給出異步電動(dòng)機(jī)全參數(shù)的辨識(shí)方法；文獻(xiàn)[10]基于異步電動(dòng)機(jī)全階模型采用模型參考的方法辨識(shí)電動(dòng)機(jī)參數(shù)，但其自適應(yīng)觀測(cè)器過(guò)于復(fù)雜，計(jì)算量大，不利于工程應(yīng)用；文獻(xiàn)[11]采用最小二乘法辨識(shí)電動(dòng)機(jī)參數(shù)；文獻(xiàn)[12-14]提出采用智能算法辨識(shí)電動(dòng)機(jī)參數(shù)。但這些方法計(jì)算非常復(fù)雜，均不利于實(shí)際工程應(yīng)用。

本文提出一種異步電動(dòng)機(jī)靜止?fàn)顟B(tài)下參數(shù)辨識(shí)的改進(jìn)方法。通過(guò)注入不同頻率單相電流，在靜止條件下對(duì)異步電動(dòng)機(jī)各參數(shù)進(jìn)行辨識(shí)，同時(shí)對(duì)死區(qū)造成的誤差采取自適應(yīng)補(bǔ)償?shù)姆绞?，提高了參?shù)辨識(shí)的準(zhǔn)確性和魯棒性。最后通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了所提方法的正確性和實(shí)用性。

1 異步電動(dòng)機(jī)參數(shù)辨識(shí)模型

靜止?fàn)顟B(tài)下異步電動(dòng)機(jī)的單相反T型等效電路如圖1所示。圖中Rs、Lσ、Lm、Rr分別為定子電阻、漏感、互感和轉(zhuǎn)子電阻。

圖1 異步電動(dòng)機(jī)非對(duì)稱T型等效電路Fig.1 The asymmetric T type equivalent circuit of induction motor at standstill

本文所采用的參數(shù)辨識(shí)方法是基于圖1所示T型等效電路進(jìn)行的。

2 參數(shù)辨識(shí)方案

參數(shù)辨識(shí)方案所采用的主電路包括電壓源型變流器(VSI)和異步電動(dòng)機(jī)，如圖2所示。

圖2 電壓型逆變器與異步電動(dòng)機(jī)Fig.2 Voltage source inverter and induction motor

為了向相應(yīng)的電動(dòng)機(jī)繞組注入需要的電流，可以使B、C相電壓等于零，通過(guò)控制A相電壓來(lái)達(dá)到控制電流的目的。為此可以使VT3、VT4和VT5、VT6導(dǎo)通占空比為50%，而通過(guò)控制VT1、VT2的占空比來(lái)控制A相電壓，其等效電路如圖3所示。

圖3 異步電動(dòng)機(jī)定子等效電路Fig.3 Equivalent circuit of induction motor stator

B、C相繞組并聯(lián)后與A相繞組串聯(lián)。由圖3可知，辨識(shí)出的每個(gè)電動(dòng)機(jī)參數(shù)均為實(shí)際電動(dòng)機(jī)參數(shù)的 1.5倍。為避免開(kāi)環(huán)控制時(shí)變頻器可能出現(xiàn)過(guò)流，同時(shí)為使電流達(dá)到指定的電流值，系統(tǒng)控制采用電流閉環(huán)，其控制框圖如圖4所示。

圖4 電流注入控制框圖Fig.4 Control structure of current injection

3 逆變器死區(qū)影響分析

在電壓源型變流器中，由于開(kāi)關(guān)器件并非理想器件，為防止上、下橋臂直通，必須插入一段死區(qū)時(shí)間。由于死區(qū)時(shí)間的存在，電動(dòng)機(jī)端口實(shí)際輸出電壓并不等于指令電壓。由于在電動(dòng)機(jī)靜止參數(shù)辨識(shí)中，施加于電動(dòng)機(jī)定子上的電壓一般較小，死區(qū)的存在將導(dǎo)致辨識(shí)結(jié)果與實(shí)際偏差較大[15，16]。

圖5 VSI的通用橋臂Fig.5 General leg of VSI

圖6 誤差電壓產(chǎn)生的機(jī)理Fig.6 The mechanism of the disturbance voltage

圖5所示為VSI的一個(gè)橋臂，定義電流流出VSI的方向?yàn)檎较?，流進(jìn)VSI的方向?yàn)樨?fù)方向。圖6為一個(gè)開(kāi)關(guān)周期Ts內(nèi)，開(kāi)關(guān)信號(hào)與橋臂輸出電壓關(guān)系。在理想情況下上、下橋臂驅(qū)動(dòng)信號(hào)互補(bǔ)如圖6a所示，其所對(duì)應(yīng)的橋臂電壓如圖6b所示。在插入死區(qū)后上、下橋臂的驅(qū)動(dòng)信號(hào)上升沿均向后延時(shí)Td，如圖6c所示。當(dāng)電流Ia>0時(shí)，在死區(qū)時(shí)間Td內(nèi)，電流的續(xù)流回路經(jīng)過(guò)下橋臂的二極管，此時(shí)雖然下橋臂未開(kāi)通信號(hào)，但因二極管導(dǎo)通，a點(diǎn)電位為-UDC/2，與下橋臂開(kāi)關(guān)管開(kāi)通的狀態(tài)相同，故此時(shí)橋臂輸出電壓如圖6d所示。由此可算出當(dāng)Ia>0的情況下，在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)，由于死區(qū)導(dǎo)致的誤差電壓Uda如圖6d陰影部分所示，根據(jù)面積等效原理有Uda=-UDCTd/Ts。同理當(dāng)Ia<0的情況下，一個(gè)PWM周期內(nèi)死區(qū)造成的誤差電壓如圖6e所示，誤差電壓Uda=UDCTd/Ts。同理可推廣至B、C兩相。故可得出由死區(qū)造成的誤差電壓的一般表達(dá)式為

Udn=-sign(in)UDCTdn/Ts

(1)

式中，n=a，b，c；UDC為直流電壓；Udn為死區(qū)誤差電壓；in為VSI相電流；Td為死區(qū)時(shí)間；Ts為PWM周期。

(2)

根據(jù)式(1)、式(2)可知，由死區(qū)造成的誤差電壓與電流方向相反。將逆變器給定電壓Unref改寫(xiě)為矢量形式為

Unref=Re(Unref)+jIm(Unref)

(3)

取電流in方向?yàn)閰⒖挤较?，可得電流in、給定電壓Unref和實(shí)際電壓Unact之間的關(guān)系如圖7所示。

圖7 定子電流、給定電壓與實(shí)際電壓關(guān)系示意圖Fig.7 Relationship of stator current，reference output voltage and actual output voltage

由圖7可知，在考慮死區(qū)電壓影響后，橋臂實(shí)際輸出電壓為

Unact=Re(Unref)-Udn+jIm(Unref)

(4)

由圖7和式(4)可看出輸出電壓矢量的虛部并不受死區(qū)的影響。且由式(4)可知由每個(gè)橋臂上死區(qū)造成的誤差電壓幅值不變且只與電流方向有關(guān)。根據(jù)以上結(jié)論可知，死區(qū)造成的誤差只對(duì)輸出電壓的有功分量造成影響，對(duì)無(wú)功分量無(wú)影響。在對(duì)電動(dòng)機(jī)參數(shù)進(jìn)行辨識(shí)時(shí)，應(yīng)盡量選擇用電壓的虛部進(jìn)行辨識(shí)，如果選用實(shí)部則應(yīng)對(duì)死區(qū)造成的誤差進(jìn)行補(bǔ)償[17]。

4 電動(dòng)機(jī)參數(shù)辨識(shí)

根據(jù)以上辨識(shí)方案并考慮到逆變器死區(qū)的影響，下面將對(duì)電動(dòng)機(jī)各參數(shù)進(jìn)行辨識(shí)。根據(jù)不同參數(shù)之間的依賴關(guān)系，將依次對(duì)定子電阻、漏感、轉(zhuǎn)子電阻和互感等參數(shù)進(jìn)行精確測(cè)量。

4.1 定子電阻的測(cè)量

在對(duì)電動(dòng)機(jī)定子電阻進(jìn)行辨識(shí)時(shí)，對(duì)定子兩次注入直流電流，求得其電流與電壓的增量進(jìn)而計(jì)算出定子電阻，這樣避免了死區(qū)對(duì)輸出電壓造成的影響。

對(duì)電動(dòng)機(jī)定子注入直流電流時(shí)，電感的阻抗為零，轉(zhuǎn)子電阻被短路，其等效電路如圖8所示。圖中X端與B、C端相連。

圖8 定子電阻辨識(shí)等效電路Fig.8 Equivalent circuit of stator resistor estimation

向繞組中分別注入電流Ia1、Ia2，由于死區(qū)的影響，可得式(5)、式(6)。

UAX1+Udn=Ia1Rs

(5)

UAX2+Udn=Ia2Rs

(6)

為消除死區(qū)的影響，將式(6)與式(5)相減并計(jì)算得到定子電阻Rs。

(7)

4.2 漏感的測(cè)量

在對(duì)漏感進(jìn)行辨識(shí)時(shí)，向電動(dòng)機(jī)繞組中注入較高頻率的電流，使其滿足ωLm?Rr，這樣使互感回路處于開(kāi)路狀態(tài)，再將注入電壓的無(wú)功分量提取出來(lái)，既可避免互感的影響，又可避免定、轉(zhuǎn)子電阻對(duì)辨識(shí)結(jié)果造成的影響。其等效電路如圖9所示。

圖9 漏感辨識(shí)的等效電路Fig.9 Equivalent circuit of leakage inductor estimation

由于電壓的虛部不受死區(qū)影響，以電流Ia作為參考，根據(jù)電路原理可得

(8)

于是可得漏感Lσ

(9)

4.3 轉(zhuǎn)子電阻的測(cè)量

轉(zhuǎn)子電阻的辨識(shí)需要對(duì)注入電流的頻率進(jìn)行選擇。傳統(tǒng)方法是采用高頻注入的方法，互感支路處于開(kāi)路狀態(tài)，電流完全流入轉(zhuǎn)子電阻支路，較方便地測(cè)量出轉(zhuǎn)子電阻。但這種方法未考慮到電動(dòng)機(jī)的趨膚效應(yīng)對(duì)轉(zhuǎn)子電阻的影響，為此需降低注入電流的頻率。在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，轉(zhuǎn)子電流的頻率為轉(zhuǎn)差頻率，本文選取注入電流的頻率為電動(dòng)機(jī)在實(shí)際運(yùn)行時(shí)額定轉(zhuǎn)差率附近的頻率，這樣可以使辨識(shí)結(jié)果更加接近實(shí)際運(yùn)行時(shí)的真實(shí)值。但在這個(gè)頻率下，互感的影響是不能忽略，因此其等效電路如圖10所示?？紤]到死區(qū)效應(yīng)的影響，可選擇兩次注入相同頻率、不同幅值的電流[18]。

圖10 轉(zhuǎn)子電阻辨識(shí)等效電路Fig.10 Equivalent circuit of rotor resistor estimation

于是有

UAX1+Udn=Ia1(RAX+jωeLAX)

(10)

UAX2+Udn=Ia2(RAX+jωeLAX)

(11)

式(10)與式(11)相減可得

(UAX1-UAX2)=(Ia1-Ia2)(RAX+jωeLAX)

(12)

式中，RAX、jXAX分別為AX輸入口的等效電阻和等效電抗；Udn為死區(qū)造成的誤差電壓。根據(jù)電路原理，電機(jī)的勵(lì)磁電壓如式(13)、式(14)。

Ue1=UAX1+Udn-Ia1(Rs+jωeLσ)

(13)

Ue2=UAX2+Udn-Ia2(Rs+jωeLσ)

(14)

式(13)與式(14)相減可得

Ue1-Ue2=UAX1-UAX2-(Ia1-Ia2)(Rs+jωeLσ)

(15)

又由

(16)

RrIa2cosα=Ue2

(17)

其中

(18)

將式(15)代入式(16)中可得

(19)

4.4 互感的測(cè)量

傳統(tǒng)測(cè)量互感的方法是將電動(dòng)機(jī)空載運(yùn)行，此時(shí)轉(zhuǎn)子電阻處于開(kāi)路狀態(tài)，回路中只有定子電阻、漏感、互感，可以很容易地辨識(shí)出互感。文獻(xiàn)[8]通過(guò)兩次注入不同頻率的交流電流來(lái)求取電動(dòng)機(jī)互感，但這種方法未考慮到在不同頻率的條件下，由于趨膚效應(yīng)的影響，轉(zhuǎn)子電阻不同，因而會(huì)帶來(lái)測(cè)量的誤差。

本文提出一種基于等效空載測(cè)量互感的改進(jìn)方法，即在電動(dòng)機(jī)靜止的條件下，通過(guò)模擬空載時(shí)電動(dòng)機(jī)狀態(tài)的方法來(lái)測(cè)量電動(dòng)機(jī)互感。異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子等效電阻為(1-s)Rr/s， 其中s為轉(zhuǎn)差率。當(dāng)電動(dòng)機(jī)空載時(shí)轉(zhuǎn)差率很小，轉(zhuǎn)子等效電阻很大，在其等效電路中，轉(zhuǎn)子電阻可認(rèn)為處于開(kāi)路狀態(tài)。如果在電動(dòng)機(jī)定子中注入頻率極低的電流，使其滿足ωeLm?Rr， 此時(shí)互感壓降極小，與互感并聯(lián)的轉(zhuǎn)子電阻支路近似開(kāi)路，大部分電流流入互感支路，使電動(dòng)機(jī)在靜止?fàn)顟B(tài)與空載旋轉(zhuǎn)狀態(tài)近似等效，避免了轉(zhuǎn)子電阻的影響，從而能更精確的辨識(shí)出互感。其等效電路如圖11所示。

圖11 互感辨識(shí)等效電路Fig.11 Equivalent circuit of mutual inductor estimation

由前文分析可知，死區(qū)對(duì)輸出電壓的無(wú)功分量并無(wú)影響，故可利用電壓虛部直接求出互感，如式(20)、式(21)。

(20)

Lm=Ls-Lσ

(21)

采用等效空載的方法，注入頻率極低的電流，并將輸入電壓的無(wú)功部分提取出進(jìn)行計(jì)算，可同時(shí)避免轉(zhuǎn)子電阻和定子電阻對(duì)辨識(shí)結(jié)果造成的影響，使得辨識(shí)結(jié)果更加接近真實(shí)值，提高了辨識(shí)準(zhǔn)確度。

5 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

為驗(yàn)證本文方法的有效性，在實(shí)驗(yàn)室搭建了逆變器實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，控制芯片為T(mén)MS320F28335，采用10K開(kāi)關(guān)頻率，死區(qū)時(shí)間為2.5μs。利用該控制平臺(tái)分別對(duì)15kW和11kW兩臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)參數(shù)進(jìn)行辨識(shí)。

圖12為對(duì)15kW異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行參數(shù)辨識(shí)的實(shí)驗(yàn)波形。在測(cè)量定子電阻過(guò)程中，首先向電動(dòng)機(jī)定子注入20A電流，測(cè)量數(shù)據(jù)完畢后等待5s，再次注入10A電流并測(cè)量數(shù)據(jù)，將兩次測(cè)得數(shù)據(jù)代入式(7)即可得電動(dòng)機(jī)定子電阻值。圖12b為測(cè)量異步電動(dòng)機(jī)漏感時(shí)的電流波形，測(cè)量時(shí)對(duì)電動(dòng)機(jī)定子注入單相較高頻率的交流電流，這里選擇注入25Hz交流電流，測(cè)出電動(dòng)機(jī)定子的無(wú)功電壓和電流。圖12c為測(cè)量異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電阻時(shí)的電流波形，考慮到趨膚效應(yīng)的影響，這里選擇向電動(dòng)機(jī)定子注入頻率為1Hz的交流電流。圖12d為測(cè)量互感的電流波形，為使轉(zhuǎn)子支路處于等效開(kāi)路狀態(tài)，選擇注入頻率為0.03Hz交流電流。

圖12 參數(shù)辨識(shí)實(shí)驗(yàn)波形Fig.12 Experimental waveform of induction motor parameters estimation

表1、表2為采用本文辨識(shí)方法分別對(duì)15kW和11kW兩臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)參數(shù)進(jìn)行多次辨識(shí)的測(cè)量結(jié)果，可看出辨識(shí)結(jié)果比較穩(wěn)定。表3為利用傳統(tǒng)空載、堵轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)方法對(duì)同樣的兩臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行參數(shù)辨識(shí)的結(jié)果。表4為本文辨識(shí)方法與傳統(tǒng)辨識(shí)方法的相對(duì)誤差，計(jì)算結(jié)果表明了本文方法的精確性。

表1 15 kW異步電動(dòng)機(jī)靜止?fàn)顟B(tài)下參數(shù)辨識(shí)結(jié)果Tab.1 The parameter identification results of 15 kW motor at standstill

表2 11 kW異步電動(dòng)機(jī)靜止?fàn)顟B(tài)下參數(shù)辨識(shí)結(jié)果Tab.2 The parameter identification results of 11 kW motor at standstill

表3 基于傳統(tǒng)空載、堵轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)方法的參數(shù)辨識(shí)結(jié)果Tab.3 The parameter identification results based on the traditional no-load and stalling experimental methods

表4 本文辨識(shí)方法與傳統(tǒng)辨識(shí)方法的相對(duì)誤差Tab.4 The parameter identification relative errors based on the two methods

用本文方法辨識(shí)的異步電動(dòng)機(jī)參數(shù)用于無(wú)速度傳感器矢量控制，其估算轉(zhuǎn)速與實(shí)際轉(zhuǎn)速對(duì)比如圖13所示，轉(zhuǎn)速估算精確度高，提高了系統(tǒng)控制的精確性、實(shí)用性和魯棒性。

圖13 無(wú)速度傳感器矢量控制轉(zhuǎn)速測(cè)量結(jié)果Fig.13 The result of a measurement for motor rotation speed in the sensor-less vector control system

6 結(jié)論

本文通過(guò)分析死區(qū)對(duì)電壓源型逆變器輸出電壓的影響，給出了一種對(duì)死區(qū)誤差進(jìn)行自行抵消的自適應(yīng)補(bǔ)償方法，在此基礎(chǔ)上提出了對(duì)異步電動(dòng)機(jī)靜止?fàn)顟B(tài)下各參數(shù)進(jìn)行辨識(shí)的改進(jìn)方法。搭建了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，并利用該方法分別對(duì)15 kW和11 kW兩臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)參數(shù)進(jìn)行辨識(shí)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明了該辨識(shí)方法的有效性。

[1] Holtz J.Sensorless position control of induction motors an emerging technology[J].IEEE Transactions on Industrial Electronics，1998，45(3)：840-852.

[2] Toliyat H A，Levi E，Raina M.A review of RFO induction motor parameter estimation techniques[J].IEEE Transaction on Energy Conversion，2003，18(2)：271-283.

[3] 賀艷暉，王躍，王兆安.異步電機(jī)參數(shù)離線辨識(shí)改進(jìn)算法[J].電工技術(shù)學(xué)報(bào)，2011，26(6)：73-80. He Yanhui，Wang Yue，Wang Zhao’an.An improved off-line parameter identification algorithm for induction motors[J].Transactions of China Electrotechnical Society，2011，26(6)：73-80.

[4] Jul K S，Seung I M，Seung K S.Induction machine parameter identification using PWM Inverter at Standstill[J].IEEE Transactions on Energy Conversion，1997，12(2)：127-132.

[5] Ganji A，Guillaume P，Pintelon R，et al.Induction motor dynamic and static inductance identification using a broadband excitation technique[J].IEEE Transactions on Energy Conversion，1998，13(1)：15-20.

[6] Klaes N R.Parameters identification of an induction machine with regard to dependencies on saturation[J].IEEE Transactions on Industry Applications，1993，29(6)：1135-1140.

[7] Young S K，Jeong H L，Sang H M，et al.Standstill parameter identification of vector-controlled induction motors using the frequency characteristics of rotor bars[J].IEEE Transactions on Industry Applications，2009，45(5)：1610-1618.

[8] 陳偉，于泳，徐殿國(guó)，等.基于自適應(yīng)補(bǔ)償?shù)漠惒诫姍C(jī)靜止參數(shù)辨識(shí)方法[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2012，32(6)：156-162. Chen Wei，Yu Yong，Xu Dianguo，et al.Parameters estimation of induction motors at standstill with adaptive non-linearity compensation[J].Proceedings of the CSEE，2012，32(6)：156-162.

[9] 盛爽，陸海峰，程小猛，等.靜止?fàn)顟B(tài)異步電機(jī)轉(zhuǎn)子時(shí)間常數(shù)辨識(shí)[J].清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2012，52(12)：1771-1776. Sheng Shuang，Lu Haifeng，Cheng Xiaomeng，et al.Rotor time constant identification for a stationary induction motor[J].Journal of Tsinghua University(Sci & Tech)，2012，52(12)：1771-1776.

[10]Peresada S，kovbasa S，Prystupa D.Adaptive observers for self commissioning of induction motor drives：Theory and experiment[C].IEEE International Conference on Intelligent Energy and Power Systems，2014，240-245.

[11]張虎，李正熙，童朝南.基于遞推最小二乘算法的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)參數(shù)離線辨識(shí)[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2011，31(18)：79-86. Zhang Hu，Li Zhengxi，Tong Chaonan.Off-line parameter identification of induction motor based on recursive least squares algorithm[J].Proceedings of the CSEE，2011，31(18)：79-86.

[12]Bachir A，Azeddine B，Nasreddine N S，Application of genetic algorithm with a novel adaptive scheme for the identification of induction machine parameters[J].IEEE Transactions on Energy Conversion，2005，20(2)：284-291.

[13]Bechouche A，Sediki H，Abdeslam D O，et al.A novel method for identifying parameters of induction motors at standstill using adaline[J].IEEE Transactions on Energy Conversion，2012，27(1)：105-115.

[14]Zai L，De C L，Lipo T A.An extended Kalman filter approach to rotor time constant measurement in PWM induction motor drives[J].IEEE Transactions on Industrial Electronics，1992，28(1)：96-104.

[15]何正義，季學(xué)武，瞿文龍.一種新穎的基于死區(qū)時(shí)間在線調(diào)整的SVPWM補(bǔ)償算法[J].電工技術(shù)學(xué)報(bào)，2009，24(6)：42-47. He Zhengyi，Ji Xuewu，Qu Wenlong.A novel SVPWM compensation strategy based on regulating dead time on line[J].Transactions of China Electrotechnical Society，2009，24(6)：42-47.

[16]Zhao H，Jonathan Q M，Kawamura A.An accurate approach of nonlinearity compensation for VSI inverter output voltage[J].IEEE Transactions on Power electronics，2004，19(4)：1029-1035.

[17]Consoli A，F(xiàn)ortuna L，Gallo A.Induction motor identification by a microcomputer based structure[J].IEEE Transactions on Industrial Electronics，1987，34(4)：422-428.

[18]李東鈺(譯)，楊耕(校).感應(yīng)電機(jī)離線參數(shù)辨識(shí)方法[J].電力電子，2009，7(3)：9-16. Li Dongyu，Yang Geng.Motor constants measurement for induction motors without rotating[J].Power Electronic，2009，7(3)：9-16.

An Improved Parameters Estimation Algorithm for Induction Motor in the Standstill State

LiuPengWuWenjinSuJianhui

(Research Center of Photovoltaic System Engineering of Ministry of Education Hefei University of Technology Hefei 230009 China)

In order to obtain the accurate induction motor (IM) parameters in the standstill state，an improved algorithm for parameter identification based on the asymmetric T type circuit is proposed.It is proved that only the active component of the output voltage is affected by the inverter dead time.Based on it，the accuracy of IM parameters estimation is improved through the adaptive compensation for the inverter dead time.The rotor resistor is identified through injecting two single phase alternating currents with identical slip frequency，and different amplitudes，proposing the adaptive algorithm of cancellation error voltage，and considering the skin effect.Based on the approach of equivalent motor idling，mutual inductance is identified more accurately through injecting the very low frequency single phase alternating current and eliminating the influence of the rotor resistance.All the IM parameters estimated in the standstill state is compared with the IM parameters measured by the traditional method and used in the sensor-less vector control system.The experimental results show that the proposed parameter identification algorithm has high accuracy，practicality，and robustness.

Induction motor，parameter identification，impact of dead time，adaptive algorithm，the equivalent idling method

國(guó)家自然科學(xué)基金(51207040；51307042)。

2014-11-06 改稿日期2014-12-21

TM315

劉 鵬 男，1984年生，博士研究生，研究方向?yàn)殡姍C(jī)傳動(dòng)及新能源利用技術(shù)。(通信作者)

吳文進(jìn) 男，1975年生，博士研究生，副教授，研究方向?yàn)殡姍C(jī)傳動(dòng)及新能源利用技術(shù)。