宮洵+崔興艷
摘 要:對于感應(yīng)異步電機(jī)控制系統(tǒng),電機(jī)工作環(huán)境復(fù)雜,采集系統(tǒng)多樣,干擾多,原始數(shù)據(jù)的有效性差,參數(shù)辨識的準(zhǔn)確性和簡易性是非常關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)。本文建立在傳統(tǒng)的異步電機(jī)試驗(yàn)上,利用電機(jī)自身的控制系統(tǒng),得到了變頻器所測量到的電流、電壓,傅里葉變換后,從而來實(shí)現(xiàn)對電機(jī)參數(shù)的辨識。最終,根據(jù)辨識后得到的參數(shù),利用Matlab/Simulink軟件,進(jìn)行了參數(shù)辨識與無速度傳感器矢量控制系統(tǒng)的仿真。
關(guān)鍵詞:異步電機(jī);參數(shù)辨識;Matlab/Simulink仿真
1 異步電機(jī)模型
三相感應(yīng)電機(jī)αβ坐標(biāo)系與ABC坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系如式(1-1)
2 電壓電流的正序變換
對于感應(yīng)電機(jī)的參數(shù)估計(jì),如果采用直接采集得到的瞬時電壓電流來進(jìn)行估算而不進(jìn)行轉(zhuǎn)換,會產(chǎn)生非常大的干擾。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是感應(yīng)電機(jī)的固有不對稱三相電源,因此如果直接估計(jì)會產(chǎn)生噪音。噪音會直接導(dǎo)致變換得到的電壓和電流存在一定偏差。進(jìn)一步分析可知,偏差的產(chǎn)生是因?yàn)殡娏麟妷捍嬖谪?fù)序,并且感應(yīng)電機(jī)中的組件存在不平衡供電。
根據(jù)上文并且結(jié)合分析在線數(shù)據(jù)采集的實(shí)際情況可知,對于參數(shù)辨識系統(tǒng)而言,需要從測量出的三相電壓電流數(shù)據(jù)中提取正序電壓電流,從而提高參數(shù)辨識準(zhǔn)確性。
設(shè)f(x)以2l為周期或只定義在[l,l]上,在[-l,l]可積。
則稱式(2-1)為函數(shù)f(x)的傅里葉級數(shù)(以2l為周期),記作
根據(jù)傅里葉級數(shù)原理,首先利用傅里葉級數(shù)對采集的三相電流、電壓進(jìn)行處理,移除諧波干擾。式(2-4)為應(yīng)用于正序變換的傅里葉級數(shù)公式
其中?棕e=2?仔fe,采樣周期為Te=,其中fe本文中設(shè)為工頻50Hz。可以得出電壓的瞬時公式
(2-3)
在提取的電壓、電流數(shù)字量中,是由正序分量,負(fù)序分量和零分量構(gòu)成的。在參數(shù)辨識中只需要正序分量,所以,要進(jìn)一步對電壓電流進(jìn)行處理,從而分離出來正序分量。
然后就可以計(jì)算得出正序電壓、電流,我們就可以求出每一相的電壓電流瞬時值。
同理,可推導(dǎo)出正序電流公式ia1,ib1,ic1。根據(jù)以上公式編寫出提取正序電壓電流的程序,對采集到的三相電壓電流進(jìn)行提取。
3 異步電機(jī)的正序?qū)嶒?yàn)
對50Hz電機(jī)頻率采集得到的三相電壓電流值如圖3-1所示,正序電壓電流提取結(jié)果如圖3-2所示,對比分析一個采樣周期內(nèi)的正序電壓電流可以發(fā)現(xiàn),在經(jīng)過正序變換后的采樣電壓電流更符合正弦規(guī)律,去除了一定的噪聲干擾,有益于提高辨識的精度。
4 結(jié)論
經(jīng)過了數(shù)據(jù)處理后,變得更有序,抑制了各種干擾源對電機(jī)相關(guān)數(shù)據(jù)的影響,提高了采集電壓電流數(shù)據(jù)的有效性,減少了硬件采集設(shè)備對數(shù)據(jù)的干擾,提高了電機(jī)的檢測與控制精度,正序變換后的采樣電壓電流更符合正弦規(guī)律。
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作者簡介:宮洵(1989,9-),男,黑龍江省哈爾濱人,中航動科哈爾濱燃機(jī)公司,助理工程師,工學(xué)學(xué)士。