CN103812412B - 用于估算感应电动机中参数的装置 - Google Patents

Abstract

提供一种用于估算感应电动机的参数的装置。该估算装置接收来自电流控制器的输出和被施加至感应电动机的同步参考系的d‑轴电流和q‑轴电流，计算转子电阻的误差，并得到转子电阻和标称转子电阻之间的差以从其计算出定子电阻。

Description

用于估算感应电动机中参数的装置

技术领域

本公开涉及一种用于实时估算感应电动机的参数的设备。

背景技术

在一般情况下，通用逆变器（inverter）一般用于驱动三相感应电动机，且特别地，通用逆变器一般用于使用电动车辆的感应电动机、提升荷载或牵引荷载的变速驱动领域中。

在感应电动机的参数中，当感应电动机内的温度根据荷载的变化而变化时，定子电阻值和转子电阻值也变化。因为一般用作感应电动机驱动方法的向量控制极大地依赖于电动机参数，所以转子电阻的波动会使控制性能降低。这将参照附图进行描述。

图1是示出用于控制感应电动机的现有技术系统的配置的视图。

速度控制器110接收转子速度参考和实际转子速度并输出同步参考系的q-轴电流参考。电流控制器120由同步参考系的d-轴电流参考和q-轴电流参考以及实际电流而输出同步参考系的d-轴电压和q-轴电压。

第一转换单元130将来自电流控制器120的输出电压转换成固定参考系的电压，而第二转换单元140将由电流传感器190a、190b和190c测量得到的来自感应电动机160的相电流转换成同步参考系的d-轴电流和q-轴电流。

逆变器150施加电压至感应电动机160。转子位置检测单元170测量感应电动机160的转子的速度。磁通角计算单元180通过使用由转子位置检测单元170测量得到的转子的速度和同步参考系的d-轴电流和q-轴电流来计算磁通角，并且在这种情况下，可以由d-轴电流参考来替代同步参考系的d-轴电流。

图2是示出图1中速度控制器的详细配置的视图。

如图2所示，速度控制器110通过使用比例-积分控制器111a和111b输出参考速度（或速度参考）和实际速度（或反馈速度）之间的差作为q-轴电流参考。限幅器112限制来自速度控制器110的输出，并且当限幅器112工作时，增益单元113提供抗饱和（anti-windup）增益以防止积分器111b的发 散。

图3A和图3B是分别示出图1中电流控制器的详细配置的视图。特别地，图3A是示出了同步参考系的d-轴电流控制器的视图，而图3B是示出了同步参考系的q-轴电流控制器的配置的视图。如所示出的，为了控制同步参考系的d-轴电流和q-轴电流，d-轴电流控制器和q-轴电流控制器分别包括比例积分型控制器121a和121b、比例积分型控制器124a和124b以及前馈单元122和125。

可以根据感应电动机的型号而不同地配置前馈单元122和125。当来自电流控制器的输出超过逆变器可以合成的电压的大小时，增益单元123和126提供抗饱和增益以防止积分控制器121b和124b的发散。

将描述用于控制感应电动机的现有技术设备的操作。

第一转换单元130将作为来自电流控制器120的输出的同步参考系的电压转换成固定参考系的电压，其可以被表示如下。

【等式1】

$V_{\mathrm{ds}}^s=V_{\mathrm{ds}}^{e*}\cos {\mathrm{\θ}}_e-V_{\mathrm{qs}}^{e*}\sin {\mathrm{\θ}}_e$

【等式2】

$V_{\mathrm{qa}}^s=V_{\mathrm{ds}}^{e*}\sin {\mathrm{\θ}}_e+V_{\mathrm{qs}}^{e*}\cos {\mathrm{\θ}}_e$

第二转换单元140从由电流传感器190测量得到的感应电动机160的相电流中得到同步参考系的d-轴电流和q-轴电流，其可以被表示如下。

【等式3】

$i_{\mathrm{ds}}^s=\frac{2i_{\mathrm{as}}-i_{\mathrm{bs}}-i_{\mathrm{cs}}}{3}$

【等式4】

$i_{\mathrm{ps}}=\frac{i_{\mathrm{bs}}-i_{\mathrm{cs}}}{\sqrt{3}}$

【等式5】

$i_{\mathrm{qa}}^e=i_{\mathrm{ds}}^e\cos {\mathrm{\θ}}_e+i_{\mathrm{qs}}^e\sin {\mathrm{\θ}}_e$

【等式6】

$i_{\mathrm{qs}}^e=-i_{\mathrm{ds}}^s\sin {\mathrm{\θ}}_e+i_{\mathrm{qs}}^s\cos {\mathrm{\θ}}_e$

磁通角计算单元180得到用于第一转换单元130和第二转换单元140的角转换所需要的磁通角，且在这里，在进行间接向量控制的情况下，可以得到如下的磁通角。

【等式7】

${\mathrm{\ω}}_{\mathrm{sl}}=\frac{R_s}{L_r}\frac{i_{\mathrm{qs}}^e}{i_{\mathrm{ds}}^{e*}}$

【等式8】

${\mathrm{\ω}}_e=\frac{P}{2}{\mathrm{\ω}}_r+{\mathrm{\ω}}_{\mathrm{sl}}$

【等式9】

${\mathrm{\θ}}_e=\∫{\mathrm{\ω}}_e\mathrm{d\τ}$

这里，ω_sl是转差频率（slip frequency），L_r是转子电感，R_r是转子电阻，和P是磁极的数量。

同时，在进行间接向量控制的情况下，通过使用等式7需要转子电阻以得到转差频率。然而，图1中所示的用于控制感应电动机的现有技术设备没有实时估算参数，因而，其易受到参数变化的影响。特别地，感应电动机160 的转子电阻值根据感应电动机160温度的变化而变化，而感应电动机的温度受到荷载变化的影响。发生在这样环境中的定子电阻的误差使电流控制的性能降低。

发明内容

因此，本详细说明的方案是提供一种用于估算感应电动机的参数的设备，其能够通过实时估算感应电动机的参数的变化而提高向量控制性能。

为了实现这些和其他优点，并根据本说明书的目的，正如在此具体实施和宽泛描述的，一种控制系统中用于估算感应电动机的参数的设备，所述控制系统包括：电流控制器，其从d-轴电流参考和q-轴电流参考以及被施加至感应电动机的同步参考系的d-轴电流和q-轴电流中输出同步参考系的d-轴电压和q-轴电压；和磁通角计算单元，其通过使用被施加至感应电动机的同步参考系的d-轴电流和q-轴电流以及感应电动机的转子速度来计算磁通角，所述设备包括：状态估算器，其被配置为在接收到来自电流控制器的输出和被施加至感应电动机的同步参考系的d-轴电流和q-轴电流时计算转子电阻的误差；积分控制器，其被配置为得到标称转子电阻与从状态估算器中输出的转子电阻之间的差；以及计算单元，其被配置为从来自积分控制器的输出中计算定子电阻，其中，计算单元通过计算转子电阻，并且来自积分控制器的输出被提供给电流控制器和磁通角计算单元，以便于被更新，其中Rs是定子电阻，而可以是同步参考系的d-轴电流。

为了实现这些和其他优点，并根据本说明书的目的，正如在此具体实施 和宽泛描述的，一种控制系统中用于估算感应电动机的参数的设备，所述控制系统包括：电流控制器，其从d-轴电流参考和q-轴电流参考以及被施加至感应电动机的同步参考系的d-轴电流和q-轴电流中输出同步参考系的d-轴电压和q-轴电压；和磁通角计算单元，其通过使用被施加至感应电动机的同步参考系的d-轴电流和q-轴电流以及感应电动机的转子速度来计算磁通角，所述设备包括：状态估算器，其被配置为在接收到来自电流控制器的输出和被施加至感应电动机的同步参考系的d-轴电流和q-轴电流时计算转子电阻的误差；积分控制器，其被配置为得到标称转子电阻与从状态估算器中输出的转子电阻之间的差；以及计算单元，其被配置为从来自积分控制器的输出中计算定子电阻，其中，计算单元通过计算转子电阻，并且来自积分控制器的输出被提供给电流控制器和磁通角计算单元，以便于被更新，其中，而可以是同步参考系的q-轴电流。

在本发明的实施例中，所述设备可以进一步包括开关，其被配置为根据标记输入进行关于是否估算转子电阻的切换。

在本发明的实施例中，可以通过 $\frac{1}{\mathrm{\Δ}{T}_r}=\frac{\mathrm{\Δ}{R}_r}{L_r}=\frac{i_{\mathrm{ds}}^e({\mathrm{Mi}}_{\mathrm{qs}}^e-{\mathrm{Ni}}_{\mathrm{ds}}^e)}{i_{\mathrm{qs}}^e(\mathrm{\σ}{L}_s{\left(i_{\mathrm{qs}}^e\right)}^2+L_s{\left(i_{\mathrm{ds}}^e\right)}^2)}$ 计算转子电阻的误差，其中，ΔTr可以是通过以转子阻抗除转子电阻而得到的值的倒数。

在本发明的实施例中，积分控制器可以进行操作直到转子电阻的误差达到0时。

在本发明的实施例中，可以通过计算感应电动机的转差频率。

根据本发明的实施例，用于控制感应电动机的系统实时估算感应电动机 的参数并在控制操作中反映它，因而提高了向量控制的性能。

通过下面给出的详细描述，本申请进一步的适用范围将变得更加显而易见。然而，应该理解的是，由于在本发明的精神和范围内的各种变化和修改通过详细描述对本领域的技术人员来说将变得显而易见，所以仅仅通过阐述的方式给出详细描述和具体示例，同时详细描述和具体示例表示本发明的优选实施例。

附图说明

所包括的附图提供了对本发明的进一步理解，其包含在本说明书中且构成本说明书的一部分，附图示出了示例性实施例，并且与说明一起用于解释本发明的原理。

在附图中：

图1是示出用于控制感应电动机的现有技术系统的配置的视图。

图2是示出图1的速度控制器的详细配置的视图。

图3A和图3B是示出图1的电流控制器的详细配置的视图。

图4是示出用于控制本发明所应用于的感应电动机的系统的实施例的视图。

图5是示出根据本发明实施例的估算装置的配置的视图。

具体实施方式

本发明可以具体化为许多不同的形式且可以具有各种不同实施例，其中特定的实施例将图示在附图中且将被详细地描述。然而，应当理解的是，以下本发明的示例性说明并不意味着限制本发明为本发明的具体几种形式，而是意味着本发明意在涵盖被包括在本发明精神和范围内的所有修改例、相似例和替换例。

在下文中，将参照附图详细地描述根据本发明的实施例。

图4是示出用于控制本发明所应用于的感应电动机的系统的实施例的视图。

如所示出的，根据本发明的实施例，一种用于控制本发明所应用于的感应电动机的系统，旨在控制感应电动机160，所述系统包括速度控制器110、电流控制器120、第一转换单元130、第二转换单元140、逆变器150、转子 位置检测单元170、磁通角计算单元180以及估算装置10。除了估算装置10以外的其他部件与上述参照图1描述的那些部件相同，因此，将省略其详细说明。

估算装置10接收同步参考系的d-轴电流和q-轴电流以及来自电流控制器120的输出电压，并输出转子电阻的误差。估算的转子电阻的误差被提供给电流控制器120和磁通角计算单元180，以便于被更新。

图5是示出根据本发明实施例的估算装置的配置的视图。

如图5中所示，估算装置10包括状态估算器11、开关12和积分控制器13。

状态估算器11通过使用反馈电流（即作为来自第二转换单元140的输出的d-轴电流和q-轴电流）以及上述参照图3A和图3B描述的d-轴和q-轴电流控制器120的输出电压来计算转子电阻的误差。

通过用于估算实时转子电阻的标记来操作开关12。也就是说，根据标记输入来确定是否估算转子电阻。可以通过高级控制系统（未显示）来接收标记输入。

积分控制器13得到从状态估算器11输出的实际转子电阻与标称（nominal）转子电阻之间的差。

在下文中，将描述根据本发明实施例的估算装置10的操作。

一般坐标系中的感应电动机160的电压等式与等式10至等式13相同，而磁通量等式与等式14至等式17相同。

【等式10】

$V_{\mathrm{ds}}^{\mathrm{\ω}}=R_s{i}_{\mathrm{ds}}^{\mathrm{\ω}}+p{\mathrm{\λ}}_{\mathrm{ds}}^{\mathrm{\ω}}-\mathrm{\ω}{\mathrm{\λ}}_{\mathrm{qs}}^{\mathrm{\ω}}$

【等式11】

$V_{\mathrm{qs}}^{\mathrm{\ω}}=R_s{i}_{\mathrm{qs}}^{\mathrm{\ω}}+p{\mathrm{\λ}}_{\mathrm{qs}}^{\mathrm{\ω}}+\mathrm{\ω}{\mathrm{\λ}}_{\mathrm{ds}}^{\mathrm{\ω}}$

【等式12】

$V_{\mathrm{dr}}^{\text{i}}=0=R_r{i}_{\mathrm{dr}}^{\mathrm{\ω}}+p{\mathrm{\λ}}_{\mathrm{dr}}^{\mathrm{\ω}}-(\mathrm{\ω}-{\mathrm{\ω}}_r){\mathrm{\λ}}_{\mathrm{qr}}^{\mathrm{\ω}}$

【等式13】

$V_{\mathrm{qr}}^{\mathrm{\ω}}=0=R_r{i}_{\mathrm{qr}}^{\mathrm{\ω}}+p{\mathrm{\λ}}_{\mathrm{qr}}^{\mathrm{\ω}}+(\mathrm{\ω}-{\mathrm{\ω}}_r){\mathrm{\λ}}_{\mathrm{dr}}^{\mathrm{\ω}}$

【等式14】

${\mathrm{\λ}}_{\mathrm{ds}}^{\mathrm{\ω}}=L_s{i}_{\mathrm{ds}}^{\mathrm{\ω}}+L_m{i}_{\mathrm{dr}}^{\mathrm{\ω}}$

【等式15】

${\mathrm{\λ}}_{\mathrm{qs}}^{\mathrm{\ω}}=l_s{i}_{\mathrm{qs}}^{\mathrm{\ω}}+L_m{\mathrm{i\ω}}_{\mathrm{qr}}^{\mathrm{\ω}}$

【等式16】

${\mathrm{\λ}}_{\mathrm{dr}}^{\mathrm{\ω}}=l_m{i}_{\mathrm{ds}}^{\mathrm{\ω}}+L_r{i}_{\mathrm{dr}}^{\mathrm{\ω}}$

【等式17】

${\mathrm{\λ}}_{\mathrm{qr}}^{\mathrm{\ω}}=l_m{i}_{\mathrm{qs}}^{\mathrm{\ω}}+L_r{i}_{\mathrm{qr}}^{\mathrm{\ω}}$

基于等式10至等式17所得到的同步参考系的感应电动机160的电压等式可以由等式18至等式21表示，而磁通量公式对应于等式22至等式25。

【等式18】

$V_{\mathrm{ds}}^e=R_s{i}_{\mathrm{ds}}^e+p{\mathrm{\λ}}_{\mathrm{ds}}^e-{\mathrm{\ω}}_e{\mathrm{\λ}}_{\mathrm{qs}}^e$

【等式19】

$V_{\mathrm{qs}}^e=R_s{i}_{\mathrm{qs}}^e+p{\mathrm{\λ}}_{\mathrm{qs}}^e-{\mathrm{\ω}}_e{\mathrm{\λ}}_{\mathrm{qs}}^e$

【等式20】

$0=R_r{i}_{\mathrm{dr}}^e+p{\mathrm{\λ}}_{\mathrm{dr}}^e-{\mathrm{\ω}}_{\mathrm{sl}}{\mathrm{\λ}}_{\mathrm{qr}}^e$

【等式21】

$0=R_r{i}_{\mathrm{qr}}^e+p{\mathrm{\λ}}_{\mathrm{qr}}^e-{\mathrm{\ω}}_{\mathrm{sl}}{\mathrm{\λ}}_{\mathrm{qr}}^e$

【等式22】

${\mathrm{\λ}}_{\mathrm{ds}}^e=L_s{i}_{\mathrm{ds}}^e+L_m{i}_{\mathrm{dr}}^e$

【等式23】

${\mathrm{\λ}}_{\mathrm{qs}}^e=L_s{i}_{\mathrm{qs}}^e+L_m{i}_{\mathrm{qr}}^e$

【等式24】

${\mathrm{\λ}}_{\mathrm{dr}}^e=L_m{i}_{\mathrm{ds}}^e+L_r{i}_{\mathrm{dr}}^e$

【等式25】

${\mathrm{\λ}}_{\mathrm{qr}}^e=L_m{i}_{\mathrm{qs}}^e+L_r{i}_{\mathrm{qr}}^e$

通过使用转子磁通量和转子电流，定子磁通量可以被表示如下。

【等式26】

${\mathrm{\λ}}_{\mathrm{ds}}^e=\mathrm{\σ}{L}_s{i}_{\mathrm{ds}}^e+\frac{L_m}{L_r}{\mathrm{\λ}}_{\mathrm{dr}}^e$

【等式27】

${\mathrm{\λ}}_{\mathrm{qs}}^e=\mathrm{\σ}{L}_s{i}_{\mathrm{qs}}^e+\frac{L_m}{L_r}{\mathrm{\λ}}_{\mathrm{qr}}^e$

基于上述等式可以构成转子的电压等式如下。

【等式28】

$p{\mathrm{\λ}}_{\mathrm{dr}}^e=R_r\frac{L_m}{L_r}{i}_{\mathrm{ds}}^e-\frac{R_r}{L_r}{\mathrm{\λ}}_{\mathrm{ds}}^e+({\mathrm{\ω}}_e-{\mathrm{\ω}}_r){\mathrm{\λ}}_{\mathrm{qr}}^e$

【等式29】

$p{\mathrm{\λ}}_{\mathrm{qr}}^e=R_r\frac{L_m}{L_r}{i}_{\mathrm{qs}}^e-\frac{R_r}{L_r}{\mathrm{\λ}}_{\mathrm{qr}}^e+({\mathrm{\ω}}_e-{\mathrm{\ω}}_r){\mathrm{\λ}}_{\mathrm{dr}}^e$

而且，感应电动机160的定子的同步参考系的d-轴电压等式和q-轴电压等式可以被表示如下。

【等式30】

$V_{\mathrm{ds}}^e=(R_s+R_r\frac{L_m^2}{L_r^2})i_{\mathrm{ds}}^e+\mathrm{\σ}{L}_s\frac{{\mathrm{di}}_{\mathrm{ds}}^e}{\mathrm{dt}}-{\mathrm{\ω}}_e\mathrm{\σ}{L}_s{i}_{\mathrm{qs}}^e-R_r\frac{L_m}{L_r^2}{\mathrm{\λ}}_{\mathrm{ds}}^e$

【等式31】

$V_{\mathrm{qs}}^e=(R_s+R_r\frac{L_m^2}{L_r^2})i_{\mathrm{qs}}^e+\mathrm{\σ}{L}_s\frac{{\mathrm{di}}_{\mathrm{qs}}^e}{\mathrm{dt}}-{\mathrm{\ω}}_r\mathrm{\σ}{L}_s{i}_{\mathrm{ds}}^e+\frac{R_r}{L_r}\mathrm{\σ}{L}_s{i}_{\mathrm{qs}}^e$

当正进行间接向量控制且在正常状态下正控制电流时，来自电流控制器120的输出为如下。

【等式32】

$V_{\mathrm{ds}\_\mathrm{out}}^e=(K_p+\frac{K_I}{s})(i_{\mathrm{ds}}^{e*}-i_{\mathrm{ds}}^e)+V_{\mathrm{ds}-\mathrm{ff}1}^e+V_{\mathrm{ds}-\mathrm{ff}2}^e$

【等式33】

$V_{\mathrm{qs}\_\mathrm{out}}^e=(K_p+\frac{K_I}{s})(i_{\mathrm{qs}}^{e*}-i_{\mathrm{qs}}^e)+V_{\mathrm{qs}-\mathrm{ff}1}^e+V_{\mathrm{qs}-\mathrm{ff}2}^e$

在这里，前馈项被定义如下。

【等式34】

$V_{\mathrm{ds}\_\mathrm{ff}1}^e=-{\mathrm{\ω}}_e\mathrm{\σ}{\hat{L}}_S{i}_{\mathrm{qs}}^e$

【等式35】

$V_{\mathrm{ds}\_\mathrm{ff}2}^e=-\mathrm{\σ}{L}_s\frac{{\hat{R}}_r}{L_r}\frac{{\left(i_{\mathrm{qs}}^e\right)}^2}{i_{\mathrm{ds}}^e}$

【等式36】

$V_{\mathrm{qs}\_\mathrm{ff}1}^e={\mathrm{\ω}}_r{L}_s{i}_{\mathrm{ds}}^e$

【等式37】

$V_{\mathrm{qs}\_\mathrm{ff}2}^e=\frac{{\hat{R}}_r}{L_r}{L}_s{i}_{\mathrm{qs}}^e$

如果通过电流控制器120顺利地进行电流控制，则满足以下条件。

【等式38】

$V_{\mathrm{sd}}^e=V_{\mathrm{sd}\_\mathrm{out}}^e$

【等式39】

$V_{\mathrm{qs}}^e=V_{\mathrm{qs}\_\mathrm{out}}^e$

在这里，在电感是正确的情况下，在正常状态下由d-轴和q-轴电流控制器所处理的电压为如下。

【等式40】

$(K_p+\frac{K_I}{s})(i_{\mathrm{ds}}^{e*}-i_{\mathrm{ds}}^e)\≅\frac{K_I}{s}(i_{\mathrm{ds}}^{e*}-i_{\mathrm{ds}}^e)=R_s{i}_{\mathrm{ds}}^e+\frac{\mathrm{\σ}{L}_s}{L_s}({\hat{R}}_r-R_r)\frac{{\left(i_{\mathrm{qs}}^e\right)}^2}{i_{\mathrm{ds}}^e}$

【等式41】

$(K_p+\frac{K_I}{s})(i_{\mathrm{qs}}^{e*}-i_{\mathrm{qs}}^e)\≅\frac{K_I}{s}(i_{\mathrm{qs}}^{e*}-i_{\mathrm{qs}}^e)=R_s{i}_{\mathrm{qs}}^e+\frac{L_s}{L_r}({\hat{R}}_r-R_r)i_{\mathrm{qs}}^e$

等式40和等式41可以被构成如下。

【等式42】

$\frac{K_I}{s}(i_{\mathrm{ds}}^{e*}-i_{\mathrm{ds}}^e)=R_s{i}_{\mathrm{ds}}^e+\frac{1}{\mathrm{\Δ}{T}_r}\mathrm{\σ}{L}_s\frac{{\left(i_{\mathrm{qs}}^e\right)}^2}{i_{\mathrm{ds}}^e}$

【等式43】

$\frac{K_I}{s}(i_{\mathrm{qs}}^{e*}-i_{\mathrm{qs}}^e)=R_s{i}_{\mathrm{qs}}^e+\frac{1}{\mathrm{\Δ}{T}_r}{L}_s{i}_{\mathrm{qs}}^e$

在这里，ΔTr是通过以转子阻抗除转子电阻所得到的值的倒数。等式42和等式43可以被替代如下。

【等式44】

$\frac{K_I}{s}(i_{\mathrm{ds}}^{e*}-i_{\mathrm{ds}}^e)=M$ 【等式45】

$\frac{K_I}{s}(i_{\mathrm{qs}}^{e*}-i_{\mathrm{qs}}^e)=N$

当通过使用等式44和等式45来计算等式42和等式43的联立方程时，可以得到转子电阻的误差如下。

【等式46】

$\frac{1}{\mathrm{\Δ}{T}_r}=\frac{\mathrm{\Δ}{R}_r}{L_r}=\frac{i_{\mathrm{ds}}^e({\mathrm{Mi}}_{\mathrm{qs}}^e-{\mathrm{Ni}}_{\mathrm{ds}}^e)}{i_{\mathrm{qs}}^e(\mathrm{\σ}{L}_s{\left(i_{\mathrm{qs}}^e\right)}^2+L_s{\left(i_{\mathrm{ds}}^e\right)}^2)}$

图5的积分控制器13进行操作直到由等式46计算出的值达到零（0）时，且所估算的转子电阻的误差在等式35和等式37的前馈和等式7的转差频率的计算中被连续更新，从而被计算如等式47所表示。

【等式47】

${\mathrm{\ϖ}}_{\mathrm{sl}}=\frac{({\hat{R}}_r+\mathrm{\Δ}{R}_{r\_\mathrm{comp}})}{L_r}\frac{i_{\mathrm{qs}}^e}{i_{\mathrm{ds}}^{e*}}$

通过使用等式46的结果可以得到转子电阻。当ΔR_r是0时，来自积分控制器13的输出ΔR_{r_comp}在某个值上收敛，且在这种情况下，等式42和等式43可以被构成如下。

【等式48】

$\frac{K_I}{s}(i_{\mathrm{ds}}^{e*}-i_{\mathrm{ds}}^e)=R_s{i}_{\mathrm{ds}}^e$

【等式49】

$\frac{K_I}{s}(i_{\mathrm{qs}}^{e*}-i_{\mathrm{qs}}^e)=R_s{i}_{\mathrm{qs}}^e$

因而，通过使用等式50或等式51可以得到定子电阻。

【等式50】

$R_s=\frac{M}{i_{\mathrm{ds}}^e}$

【等式51】

$R_s=\frac{N}{i_{\mathrm{qs}}^e}$

如上所述，通过使用电流控制器120的前馈和来自电流控制器120的积分器的输出电压可以实现对感应电动机160的转子电阻和定子电阻的实时估算。在用于控制感应电动机的系统中，由具有最快动态特性的电流控制器的控制带宽来确定所估算的转子电阻和定子电阻的性能，其动态特性非常快并且简单。

前述实施例和优点仅为示例性的而不应当解释为限制本公开。本教导能够易于应用于其他类型的设备。本说明书旨在是示例性的，并且不限制权利要求的范围。许多可选方案、改进和变型对于本领域技术人员而言将是显而易见的。这里说明的示例性实施例的特征、结构、方法和其他特性可以各种方式组合以获得另外的和/或可选的示例性实施例。

由于可以在不偏离其特点的情况下以多种形式来实施本特征，所以还应当理解的是，除非另外指出，否则上述实施例不受前述说明的任一细节所限制，而是应当在如所附权利要求限定的范围内被宽泛地解释，因此落在权利要求的边界和界限或者这些边界和界限的等同布局内的全部改变和改进因而旨在被所附的权利要求所包含。

Claims (4)

1.一种控制系统中用于估算感应电动机的参数的装置，所述控制系统包括：电流控制器，其从d-轴电流参考和q-轴电流参考以及被施加至所述感应电动机的同步参考系的d-轴电流和q-轴电流中输出同步参考系的d-轴电压和q-轴电压；以及磁通角计算单元，其通过使用被施加至所述感应电动机的同步参考系的d-轴电流和q-轴电流以及所述感应电动机的转子速度来计算磁通角，所述装置包括：

状态估算器，其被配置为在接收到来自所述电流控制器的输出和被施加至所述感应电动机的同步参考系的d-轴电流和q-轴电流时判别出转子电阻的误差；

积分控制器，其被配置为得到所述转子电阻的误差；以及

计算单元，其被配置为从来自所述积分控制器的输出中计算定子电阻，其中，所述计算单元通过以下等式计算定子电阻，并且来自所述积分控制器的输出被重复地提供给所述电流控制器和所述磁通角计算单元直到所述转子电阻的误差达到0时，

$R_s=\frac{M}{i_{ds}^e}=\frac{N}{i_{qs}^e}$

其中R_s是定子电阻，是积分控制器的增益，是d-轴电流参考，是同步参考系的d-轴电流，是q-轴电流参考以及是同步参考系的q-轴电流。

2.根据权利要求1所述的装置，进一步包括：

开关，其被配置为根据标记输入进行关于是否估算转子电阻的切换。

3.根据权利要求1所述的装置，其中，通过以下等式计算转子电阻的误差，

${\mathrm{\ΔR}}_r=L_r\frac{i_{ds}^e({\mathrm{Mi}}_{qs}^e-{\mathrm{Ni}}_{ds}^e)}{i_{qs}^e({\mathrm{\σL}}_s{\left(i_{qs}^e\right)}^2-L_s{\left(i_{ds}^e\right)}^2)}$

其中ΔR_r是转子电阻的误差，L_r是转子电感，L_s是定子电感，L_m是互感系数。

4.根据权利要求1所述的装置，其中，通过利用所述感应电动机的转差频率来计算所述磁通角，通过计算所述转差频率，其中ω_sl是转差频率，是实际转子电阻，ΔR_{r_comp}是来自积分控制器的输出。