CN112968645B - 一种电机互感辨识方法、系统及装置 - Google Patents

一种电机互感辨识方法、系统及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电机互感辨识方法、系统及装置，通过向变频器输入逐渐递增的定子指令电压来控制变频器向电机的定子绕组注入斜坡电流；求取电机在各斜坡电流下的实际定子电压，并将各斜坡电流下的定子指令电压与实际定子电压对应作差，得到在各斜坡电流下变频器的逆变器电压误差；基于在各斜坡电流下的逆变器电压误差，得到逆变器电压误差与定子电流之间的误差电流对应关系；通过向变频器输入一定子指令电压来控制变频器向定子绕组注入一直流电流；根据误差电流对应关系确定在直流电流下的逆变器电压误差，根据此逆变器电压误差补偿与直流电流对应的定子指令电压，并根据补偿后的定子指令电压求取在直流电流下的电机互感，互感辨识精度较高。

Description

一种电机互感辨识方法、系统及装置
技术领域
本发明涉及电机参数自学习领域，特别是涉及一种电机互感辨识方法、系统及装置。
背景技术
异步电机矢量控制是一种利用变频器控制电机的技术，由于异步电机矢量控制对于电机的参数依赖性较强，所以变频器在电机运行之前需对电机参数进行参数自学习，以实现对电机的控制。
对于异步电机互感参数的学习，通常采用的方式是在电机处于空载旋转的状态下辨识出电机互感参数，以实现电机互感参数的学习。但是，此互感辨识方式无法适用于电机无法脱载的场景。
对于电机无法脱载的场景，需要在电机处于静止的状态下辨识出电机互感参数，以实现电机互感参数的学习。但是，现有的电机静止互感辨识方法并没有考虑到由变频器所含逆变器的电压误差对电机互感参数的影响，导致互感辨识精度较低。
因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域的技术人员目前需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种电机互感辨识方法、系统及装置，先向电机定子绕组中注入斜坡电流，以得到逆变器电压误差与定子电流之间的误差电流对应关系，再向电机定子绕组中注入直流电流，并根据误差电流对应关系得到在直流电流下的逆变器电压误差，以将此逆变器电压误差补偿至直流电流下电机互感的计算过程中，得到更为准确的电机互感，从而提高了互感辨识精度。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种电机互感辨识方法，包括：
通过向变频器输入逐渐递增的定子指令电压来控制所述变频器向电机的定子绕组注入斜坡电流；
求取所述电机在各斜坡电流下的实际定子电压，并将各斜坡电流下的定子指令电压与实际定子电压对应作差，得到在各斜坡电流下所述变频器的逆变器电压误差；
基于在各斜坡电流下的逆变器电压误差，得到所述逆变器电压误差与定子电流之间的误差电流对应关系；
通过向所述变频器输入一定子指令电压来控制所述变频器向所述定子绕组注入一直流电流；
根据所述误差电流对应关系确定在所述直流电流下的逆变器电压误差，根据此逆变器电压误差补偿与所述直流电流对应的定子指令电压，并根据补偿后的定子指令电压求取在所述直流电流下的电机互感。
优选地，将各斜坡电流下的定子指令电压与实际定子电压对应作差，得到在各斜坡电流下所述变频器的逆变器电压误差，并基于在各斜坡电流下的逆变器电压误差，得到所述逆变器电压误差与定子电流之间的误差电流对应关系的过程，包括：
根据Δu＝us-Rsis得到在各斜坡电流下所述变频器的逆变器电压误差；其中，us为定子指令电压，Rs为定子电阻，is为定子电流；Rs*is为实际定子电压，Δu为逆变器电压误差；
基于在各斜坡电流下的逆变器电压误差，利用递推最小二乘法拟合出表征所述逆变器电压误差与定子电流之间对应关系的关系曲线
Figure BDA0003003682340000021
其中，k1、k2为曲线参数。
优选地，利用递推最小二乘法拟合出表征所述逆变器电压误差与定子电流之间对应关系的关系曲线的过程，包括：
将所述关系曲线
Figure BDA0003003682340000022
进行线性化处理，得到线性化关系曲线
Figure BDA0003003682340000023
将所述线性化关系曲线
Figure BDA0003003682340000031
转化为最小二乘格式，得到最小二乘模型y(k)＝ΦT(k)θ+ξ(k)；其中，
Figure BDA0003003682340000032
θ＝[k1 k2]T，ξ(k)为模型残差；
利用递推最小二乘法，通过调整k1、k2的参数值来减小ξ(k)，以得到在满足ξ(k)小于预设阈值下的k1、k2参数值；
将得到的k1、k2参数值代入所述关系曲线
Figure BDA0003003682340000033
中，得到表征所述逆变器电压误差与定子电流之间对应关系的关系曲线。
优选地，根据此逆变器电压误差补偿与所述直流电流对应的定子指令电压，并根据补偿后的定子指令电压求取在所述直流电流下的电机互感的过程，包括：
将逆变器电压误差Δu补偿至预设定子电感求取关系式
Figure BDA0003003682340000034
中，得到定子电感求取补偿关系式
Figure BDA0003003682340000035
其中，Ls为定子电感，us(t)为定子指令电压，Rs为定子电阻，is(t)为定子电流，t为所述定子绕组注入直流电流的时间；
将在所述直流电流下的逆变器电压误差、定子指令电压代入定子电感求取补偿关系式
Figure BDA0003003682340000036
中，得到在所述直流电流下的定子电感；
根据Lm＝Ls-Lsσ求取在所述直流电流下的电机互感；其中，Lsσ为定子漏感，Lm为电机互感。
优选地，预设定子电感求取关系式的设置过程，包括：
根据所述电机在静止状态下的T型等效电路及KVL定律，得到第一定子电压关系式
Figure BDA0003003682340000037
其中，im为励磁电流；
将im＝is+ir、Ls＝Lsσ+Lm代入第一定子电压关系式
Figure BDA0003003682340000041
中，得到第二定子电压关系式
Figure BDA0003003682340000042
其中，ir为转子电流；
对第二定子电压关系式
Figure BDA0003003682340000043
进行积分，得到定子电压积分关系式
Figure BDA0003003682340000044
将定子电压积分关系式
Figure BDA0003003682340000045
进行化简，得到定子电感求取关系式
Figure BDA0003003682340000046
其中，当t＝0时，us＝is＝0；当t→∞时，ir(∞)＝0。
优选地，所述电机互感辨识方法还包括：
通过改变所述变频器输入的定子指令电压的幅值来改变注入所述定子绕组的直流电流的幅值，以得到不同直流幅值下的电机互感；
根据不同直流幅值下的电机互感，得到表征所述直流幅值与所述电机互感之间对应关系的电流互感曲线。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种电机互感辨识系统，包括：
斜坡注入模块，用于通过向变频器输入逐渐递增的定子指令电压来控制所述变频器向电机的定子绕组注入斜坡电流；
误差求取模块，用于求取所述电机在各斜坡电流下的实际定子电压，并将各斜坡电流下的定子指令电压与实际定子电压对应作差，得到在各斜坡电流下所述变频器的逆变器电压误差；
关系获取模块，用于基于在各斜坡电流下的逆变器电压误差，得到所述逆变器电压误差与定子电流之间的误差电流对应关系；
直流注入模块，用于通过向所述变频器输入一定子指令电压来控制所述变频器向所述定子绕组注入一直流电流；
互感求取模块，用于根据所述误差电流对应关系确定在所述直流电流下的逆变器电压误差，根据此逆变器电压误差补偿与所述直流电流对应的定子指令电压，并根据补偿后的定子指令电压求取在所述直流电流下的电机互感。
优选地，所述误差求取模块具体用于：
根据Δu＝us-Rsis得到在各斜坡电流下所述变频器的逆变器电压误差；其中，us为定子指令电压，Rs为定子电阻，is为定子电流；Rs*is为实际定子电压，Δu为逆变器电压误差；
所述关系获取模块具体用于：
基于在各斜坡电流下的逆变器电压误差，利用递推最小二乘法拟合出表征所述逆变器电压误差与定子电流之间对应关系的关系曲线
Figure BDA0003003682340000051
其中，k1、k2为曲线参数。
优选地，所述互感求取模块具体用于：
将逆变器电压误差Δu补偿至预设定子电感求取关系式
Figure BDA0003003682340000052
中，得到定子电感求取补偿关系式
Figure BDA0003003682340000053
其中，Ls为定子电感，us(t)为定子指令电压，Rs为定子电阻，is(t)为定子电流，t为所述定子绕组注入直流电流的时间；
将在所述直流电流下的逆变器电压误差、定子指令电压代入定子电感求取补偿关系式
Figure BDA0003003682340000054
中，得到在所述直流电流下的定子电感；
根据Lm＝Ls-Lsσ求取在所述直流电流下的电机互感；其中，Lsσ为定子漏感，Lm为电机互感。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种电机互感辨识装置，包括：
存储模块，用于存储计算机程序；
处理模块，用于在执行所述计算机程序时实现上述任一种电机互感辨识方法的步骤。
本发明提供了一种电机互感辨识方法，通过向变频器输入逐渐递增的定子指令电压来控制变频器向电机的定子绕组注入斜坡电流；求取电机在各斜坡电流下的实际定子电压，并将各斜坡电流下的定子指令电压与实际定子电压对应作差，得到在各斜坡电流下变频器的逆变器电压误差；基于在各斜坡电流下的逆变器电压误差，得到逆变器电压误差与定子电流之间的误差电流对应关系；通过向变频器输入一定子指令电压来控制变频器向定子绕组注入一直流电流；根据误差电流对应关系确定在直流电流下的逆变器电压误差，根据此逆变器电压误差补偿与直流电流对应的定子指令电压，并根据补偿后的定子指令电压求取在直流电流下的电机互感。可见，本申请先向电机定子绕组中注入斜坡电流，以得到逆变器电压误差与定子电流之间的误差电流对应关系，再向电机定子绕组中注入直流电流，并根据误差电流对应关系得到在直流电流下的逆变器电压误差，以将此逆变器电压误差补偿至直流电流下电机互感的计算过程中，得到更为准确的电机互感，从而提高了互感辨识精度。
本发明还提供了一种电机互感辨识系统及装置，与上述辨识方法具有相同的有益效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种电机互感辨识方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的一种定子绕组注入的斜坡电流示意图；
图3为本发明实施例提供的一种逆变器电压误差和定子电流的Δu-is非线性模型示意图；
图4为本发明实施例提供的一种电机在静止状态下的T型等效电路图；
图5为本发明实施例提供的一种定子绕组注入的不同幅值的直流电流示意图；
图6为本发明实施例提供的一种在定子绕组注入不同幅值的直流电流下的逆变器电压误差波形图；
图7为本发明实施例提供的一种电机互感辨识系统的结构示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种电机互感辨识方法、系统及装置，先向电机定子绕组中注入斜坡电流，以得到逆变器电压误差与定子电流之间的误差电流对应关系，再向电机定子绕组中注入直流电流，并根据误差电流对应关系得到在直流电流下的逆变器电压误差，以将此逆变器电压误差补偿至直流电流下电机互感的计算过程中，得到更为准确的电机互感，从而提高了互感辨识精度。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参照图1，图1为本发明实施例提供的一种电机互感辨识方法的流程图。
该电机互感辨识方法包括：
步骤S1：通过向变频器输入逐渐递增的定子指令电压来控制变频器向电机的定子绕组注入斜坡电流。
具体地，变频器是基于自身输入的定子指令电压输出电流信号给电机的，基于此，本申请通过向变频器输入逐渐递增的定子指令电压，来控制变频器向电机的定子绕组注入斜坡电流，如图2所示，is为定子电流，t为定子绕组注入斜坡电流的时间。
步骤S2：求取电机在各斜坡电流下的实际定子电压，并将各斜坡电流下的定子指令电压与实际定子电压对应作差，得到在各斜坡电流下变频器的逆变器电压误差。
具体地，本申请可通过电流检测元件检测电机的定子绕组上流入的电流值，即定子电流，以目标定子电流(检测的任一电流值)为例，逆变器电压误差的求取原理为：将目标定子电流乘以定子电阻得到电机在目标定子电流下的实际定子电压；可以理解的是，若变频器所含逆变器的电压误差忽略不计，电机在目标定子电流下的实际定子电压近似等于变频器向电机定子绕组注入目标定子电流时对应输入的定子指令电压，但逆变器电压误差包括逆变器因非理想特性引起的非线性电压误差，及因逆变器的开关管导通压降、反并联二极管导通压降、开关管导通关断延迟时间、控制信号传递延迟时间、死区时间等因素引起的电压误差，导致实际上的逆变器电压误差较大，不可忽略不计，则变频器向电机定子绕组注入目标定子电流时对应输入的定子指令电压与电机在目标定子电流下的实际定子电压的差值，即为在目标定子电流下的逆变器电压误差。
基于此，本申请求取电机在各斜坡电流下的实际定子电压，并将各斜坡电流下的定子指令电压与实际定子电压对应作差，得到在各斜坡电流下变频器的逆变器电压误差(包含逆变器非线性电压误差和饱和电压误差等)，以为后续求取逆变器电压误差与定子电流之间的对应关系提供依据。
步骤S3：基于在各斜坡电流下的逆变器电压误差，得到逆变器电压误差与定子电流之间的误差电流对应关系。
具体地，本申请基于在各斜坡电流(定子电流)下的逆变器电压误差，可得到逆变器电压误差与定子电流之间的对应关系(简称误差电流对应关系)，以为后续求取任一定子电流对应的逆变器电压误差提供依据。
步骤S4：通过向变频器输入一定子指令电压来控制变频器向定子绕组注入一直流电流。
具体地，本申请通过向变频器输入一定子指令电压，来控制变频器向电机的定子绕组注入一直流电流，目的是实现在直流电流下的电机互感辨识。
步骤S5：根据误差电流对应关系确定在直流电流下的逆变器电压误差，根据此逆变器电压误差补偿与直流电流对应的定子指令电压，并根据补偿后的定子指令电压求取在直流电流下的电机互感。
具体地，本申请根据误差电流对应关系可确定在定子绕组注入的直流电流下的逆变器电压误差，然后根据此直流电流下的逆变器电压误差，补偿与此直流电流对应的定子指令电压，目的是根据补偿后的定子指令电压准确求取在直流电流下的电机互感。
可见，本申请先向电机定子绕组中注入斜坡电流，以得到逆变器电压误差与定子电流之间的误差电流对应关系，再向电机定子绕组中注入直流电流，并根据误差电流对应关系得到在直流电流下的逆变器电压误差，以将此逆变器电压误差补偿至直流电流下电机互感的计算过程中，得到更为准确的电机互感，从而提高了互感辨识精度。而且，本申请的电机在整个互感辨识过程中始终处于静止状态，不仅适用于电机空载的应用场合，还可以适用于电机负载不能脱开的应用场合。
在上述实施例的基础上：
作为一种可选的实施例，将各斜坡电流下的定子指令电压与实际定子电压对应作差，得到在各斜坡电流下变频器的逆变器电压误差，并基于在各斜坡电流下的逆变器电压误差，得到逆变器电压误差与定子电流之间的误差电流对应关系的过程，包括：
根据Δu＝us-Rsis得到在各斜坡电流下变频器的逆变器电压误差；其中，us为定子指令电压，Rs为定子电阻，is为定子电流；Rs*is为实际定子电压，Δu为逆变器电压误差；
基于在各斜坡电流下的逆变器电压误差，利用递推最小二乘法拟合出表征逆变器电压误差与定子电流之间对应关系的关系曲线
Figure BDA0003003682340000091
其中，k1、k2为曲线参数。
具体地，逆变器电压误差Δu的计算关系式为：Δu＝us-Rsis，其中，us表示变频器输入的定子指令电压(即电流闭环调节器的输出电压)，Rs表示定子电阻，is表示定子电流。定子电流可通过电流检测元件检测电机的定子绕组上流入的电流值得到，以目标定子电流为例，逆变器电压误差的求取过程为：将目标定子电流、定子电阻及变频器向电机定子绕组注入目标定子电流时对应输入的定子指令电压代入Δu＝us-Rsis中，得到在目标定子电流下的逆变器电压误差。同理，根据Δu＝us-Rsis可得到在各斜坡电流下变频器的逆变器电压误差。
为了得到逆变器电压误差与定子电流之间的误差电流对应关系，本申请提前设计出逆变器电压误差和定子电流的Δu-is非线性模型，用来表征逆变器电压误差与定子电流之间的误差电流对应关系。由于逆变器电压误差和定子电流之间的曲线关系可以近似处理为一种S型曲线，为了拟合出Δu-is曲线，本申请所设计的Δu-is非线性模型为：
Figure BDA0003003682340000101
模型示意图如图3所示。基于此，本申请基于在各斜坡电流下的逆变器电压误差，利用递推最小二乘法(RLS算法)拟合出表征逆变器电压误差与定子电流之间对应关系的关系曲线
Figure BDA0003003682340000102
以为求取任一定子电流对应的逆变器电压误差提供依据。
作为一种可选的实施例，利用递推最小二乘法拟合出表征逆变器电压误差与定子电流之间对应关系的关系曲线的过程，包括：
将关系曲线
Figure BDA0003003682340000103
进行线性化处理，得到线性化关系曲线
Figure BDA0003003682340000104
将线性化关系曲线
Figure BDA0003003682340000105
转化为最小二乘格式，得到最小二乘模型y(k)＝ΦT(k)θ+ξ(k)；其中，
Figure BDA0003003682340000106
θ＝[k1 k2]T，ξ(k)为模型残差；
利用递推最小二乘法，通过调整k1、k2的参数值来减小ξ(k)，以得到在满足ξ(k)小于预设阈值下的k1、k2参数值；
将得到的k1、k2参数值代入关系曲线
Figure BDA0003003682340000107
中，得到表征逆变器电压误差与定子电流之间对应关系的关系曲线。
具体地，Δu-is模型为非线性，为了利用线性RLS算法拟合Δu-is曲线，本申请将关系曲线
Figure BDA0003003682340000108
进行线性化处理，得到线性化关系曲线
Figure BDA0003003682340000111
为了应用递推最小二乘法解决参数辨识问题，本申请将线性化关系曲线
Figure BDA0003003682340000112
转化为最小二乘格式，得到最小二乘模型y(k)＝ΦT(k)θ+ξ(k)；其中，
Figure BDA0003003682340000113
θ＝[k1 k2]T，ξ(k)为模型残差。
递推最小二乘法的原理是：通过不断调整k1、k2的参数值，使最小二乘模型的关系式等号右侧ΦT(k)θ尽可能等于关系式等号左侧y(k)，即通过不断调整k1、k2的参数值来减小模型残差ξ(k)，最终得到在满足模型残差ξ(k)小于预设阈值下的k1、k2参数值。
递推最小二乘法算法如下：
Figure BDA0003003682340000114
Figure BDA0003003682340000115
Figure BDA0003003682340000116
式中，KN+1为增益矩阵，PN为协方差矩阵，
Figure BDA0003003682340000117
为估计参数，λ为遗忘因子，一般λ＝0.8～1。
基于此，本申请利用递推最小二乘法，通过调整k1、k2的参数值来减小模型残差ξ(k)，以得到在满足模型残差ξ(k)小于预设阈值下的k1、k2参数值，然后将得到的k1、k2参数值代入关系曲线
Figure BDA0003003682340000118
中，得到表征逆变器电压误差与定子电流之间对应关系的关系曲线。
作为一种可选的实施例，根据此逆变器电压误差补偿与直流电流对应的定子指令电压，并根据补偿后的定子指令电压求取在直流电流下的电机互感的过程，包括：
将逆变器电压误差Δu补偿至预设定子电感求取关系式
Figure BDA0003003682340000121
中，得到定子电感求取补偿关系式
Figure BDA0003003682340000122
其中，Ls为定子电感，us(t)为定子指令电压，Rs为定子电阻，is(t)为定子电流，t为定子绕组注入直流电流的时间；
将在直流电流下的逆变器电压误差、定子指令电压代入定子电感求取补偿关系式
Figure BDA0003003682340000123
中，得到在直流电流下的定子电感；
根据Lm＝Ls-Lsσ求取在直流电流下的电机互感；其中，Lsσ为定子漏感，Lm为电机互感。
具体地，不考虑逆变器电压误差时，定子电感Ls的求取关系式为：
Figure BDA0003003682340000124
其中，us(t)为定子指令电压，Rs为定子电阻，is(t)为定子电流，t为定子绕组注入直流电流的时间；考虑逆变器电压误差时，定子电感Ls的求取关系式为：
Figure BDA0003003682340000125
其中，Δu为逆变器电压误差。
基于此，在求取直流电流下的定子电感时，将在直流电流下的逆变器电压误差、定子指令电压代入关系式
Figure BDA0003003682340000126
中，便可得到在直流电流下的定子电感。
电机互感Lm的求取关系式为：Lm＝Ls-Lsσ；其中，Lsσ为定子漏感，则将在直流电流下的定子电感、定子漏感代入关系式Lm＝Ls-Lsσ，便可得到在直流电流下的电机互感。
作为一种可选的实施例，预设定子电感求取关系式的设置过程，包括：
根据电机在静止状态下的T型等效电路及KVL定律，得到第一定子电压关系式
Figure BDA0003003682340000127
其中，im为励磁电流；
将im＝is+ir、Ls＝Lsσ+Lm代入第一定子电压关系式
Figure BDA0003003682340000131
中，得到第二定子电压关系式
Figure BDA0003003682340000132
其中，ir为转子电流；
对第二定子电压关系式
Figure BDA0003003682340000133
进行积分，得到定子电压积分关系式
Figure BDA0003003682340000134
将定子电压积分关系式
Figure BDA0003003682340000135
进行化简，得到定子电感求取关系式
Figure BDA0003003682340000136
其中，当t＝0时，us＝is＝0；当t→∞时，ir(∞)＝0。
具体地，定子电感求取关系式的设置过程包括：1)电机在静止状态下的T型等效电路如图4所示，本申请根据电机在静止状态下的T型等效电路及KVL(Kirchhoff VoltageLaws，基尔霍夫电压定律)定律，可得到定子电压的关系式：
Figure BDA0003003682340000137
2)基于im＝is+ir、Ls＝Lsσ+Lm，对定子电压的关系式
Figure BDA0003003682340000138
进行修改，可得到定子电压的另一种关系式：
Figure BDA0003003682340000139
3)对定子电压关系式
Figure BDA00030036823400001310
进行积分，可得到定子电压积分关系式
Figure BDA00030036823400001311
4)由于当t＝0时，us＝is＝0；当t→∞时，转子电流为0，即ir(∞)＝0，所以将定子电压积分关系式
Figure BDA0003003682340000141
进行化简，可得到定子电感求取关系式
Figure BDA0003003682340000142
作为一种可选的实施例，电机互感辨识方法还包括：
通过改变变频器输入的定子指令电压的幅值来改变注入定子绕组的直流电流的幅值，以得到不同直流幅值下的电机互感；
根据不同直流幅值下的电机互感，得到表征直流幅值与电机互感之间对应关系的电流互感曲线。
进一步地，电机定子绕组中注入的直流电流的幅值不同，电机互感一般会有所变化。为了了解在电机静止状态下的电机互感饱和特性，本申请还通过改变变频器输入的定子指令电压的幅值，来改变注入电机定子绕组的直流电流的幅值(如图5所示，id2＞id1)，目的是得到不同直流幅值下的电机互感，然后根据不同直流幅值下的电机互感，得到表征直流幅值与电机互感之间对应关系的电流互感曲线，从而通过电流互感曲线了解在电机静止状态下的电机互感饱和特性。
另外，在注入不同直流电流的过程中，实时补偿逆变器电压误差。请参考图6，图6为在定子绕组注入两种幅值的直流电流下的逆变器电压误差波形图。从图6中可以发现，注入的电流从0达到稳态电流的过程中，完成逆变器非线性和饱和电压误差的补偿，且两种稳态电流状态下，逆变器电压误差相差无几，说明两组直流状态下均达到了逆变器饱和电压误差状态。
请参照图7，图7为本发明实施例提供的一种电机互感辨识系统的结构示意图。
该电机互感辨识系统包括：
斜坡注入模块1，用于通过向变频器输入逐渐递增的定子指令电压来控制变频器向电机的定子绕组注入斜坡电流；
误差求取模块2，用于求取电机在各斜坡电流下的实际定子电压，并将各斜坡电流下的定子指令电压与实际定子电压对应作差，得到在各斜坡电流下变频器的逆变器电压误差；
关系获取模块3，用于基于在各斜坡电流下的逆变器电压误差，得到逆变器电压误差与定子电流之间的误差电流对应关系；
直流注入模块4，用于通过向变频器输入一定子指令电压来控制变频器向定子绕组注入一直流电流；
互感求取模块5，用于根据误差电流对应关系确定在直流电流下的逆变器电压误差，根据此逆变器电压误差补偿与直流电流对应的定子指令电压，并根据补偿后的定子指令电压求取在直流电流下的电机互感。
作为一种可选的实施例，误差求取模块2具体用于：
根据Δu＝us-Rsis得到在各斜坡电流下变频器的逆变器电压误差；其中，us为定子指令电压，Rs为定子电阻，is为定子电流；Rs*is为实际定子电压，Δu为逆变器电压误差；
关系获取模块3具体用于：
基于在各斜坡电流下的逆变器电压误差，利用递推最小二乘法拟合出表征逆变器电压误差与定子电流之间对应关系的关系曲线
Figure BDA0003003682340000151
其中，k1、k2为曲线参数。
作为一种可选的实施例，互感求取模块5具体用于：
将逆变器电压误差Δu补偿至预设定子电感求取关系式
Figure BDA0003003682340000152
中，得到定子电感求取补偿关系式
Figure BDA0003003682340000153
其中，Ls为定子电感，us(t)为定子指令电压，Rs为定子电阻，is(t)为定子电流，t为定子绕组注入直流电流的时间；
将在直流电流下的逆变器电压误差、定子指令电压代入定子电感求取补偿关系式
Figure BDA0003003682340000161
中，得到在直流电流下的定子电感；
根据Lm＝Ls-Lsσ求取在直流电流下的电机互感；其中，Lsσ为定子漏感，Lm为电机互感。
本申请提供的辨识系统的介绍请参考上述辨识方法的实施例，本申请在此不再赘述。
本申请还提供了一种电机互感辨识装置，包括：
存储模块，用于存储计算机程序；
处理模块，用于在执行计算机程序时实现上述任一种电机互感辨识方法的步骤。
本申请提供的辨识装置的介绍请参考上述辨识方法的实施例，本申请在此不再赘述。
还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种电机互感辨识方法，其特征在于，包括：
通过向变频器输入逐渐递增的定子指令电压来控制所述变频器向电机的定子绕组注入斜坡电流；
求取所述电机在各斜坡电流下的实际定子电压，并将各斜坡电流下的定子指令电压与实际定子电压对应作差，得到在各斜坡电流下所述变频器的逆变器电压误差；
基于在各斜坡电流下的逆变器电压误差，得到所述逆变器电压误差与定子电流之间的误差电流对应关系；
通过向所述变频器输入一定子指令电压来控制所述变频器向所述定子绕组注入一直流电流；
根据所述误差电流对应关系确定在所述直流电流下的逆变器电压误差，根据此逆变器电压误差补偿与所述直流电流对应的定子指令电压，并根据补偿后的定子指令电压求取在所述直流电流下的电机互感；
根据此逆变器电压误差补偿与所述直流电流对应的定子指令电压，并根据补偿后的定子指令电压求取在所述直流电流下的电机互感的过程，包括：
将逆变器电压误差Δu补偿至预设定子电感求取关系式
Figure FDA0003729066210000011
中，得到定子电感求取补偿关系式
Figure FDA0003729066210000012
其中，Ls为定子电感，us(t)为定子指令电压，Rs为定子电阻，is(t)为定子电流，t为所述定子绕组注入直流电流的时间；
将在所述直流电流下的逆变器电压误差、定子指令电压代入定子电感求取补偿关系式
Figure FDA0003729066210000013
中，得到在所述直流电流下的定子电感；
根据Lm＝Ls-Lsσ求取在所述直流电流下的电机互感；其中，Lsσ为定子漏感，Lm为电机互感。
2.如权利要求1所述的电机互感辨识方法，其特征在于，将各斜坡电流下的定子指令电压与实际定子电压对应作差，得到在各斜坡电流下所述变频器的逆变器电压误差，并基于在各斜坡电流下的逆变器电压误差，得到所述逆变器电压误差与定子电流之间的误差电流对应关系的过程，包括：
根据Δu＝us-Rsis得到在各斜坡电流下所述变频器的逆变器电压误差；其中，us为定子指令电压，Rs为定子电阻，is为定子电流；Rs*is为实际定子电压，Δu为逆变器电压误差；
基于在各斜坡电流下的逆变器电压误差，利用递推最小二乘法拟合出表征所述逆变器电压误差与定子电流之间对应关系的关系曲线
Figure FDA0003729066210000021
其中，k1、k2为曲线参数。
3.如权利要求2所述的电机互感辨识方法，其特征在于，利用递推最小二乘法拟合出表征所述逆变器电压误差与定子电流之间对应关系的关系曲线的过程，包括：
将所述关系曲线
Figure FDA0003729066210000022
进行线性化处理，得到线性化关系曲线
Figure FDA0003729066210000023
将所述线性化关系曲线
Figure FDA0003729066210000024
转化为最小二乘格式，得到最小二乘模型y(k)＝ΦT(k)θ+ξ(k)；其中，
Figure FDA0003729066210000025
θ＝[k1 k2]T，ξ(k)为模型残差；
利用递推最小二乘法，通过调整k1、k2的参数值来减小ξ(k)，以得到在满足ξ(k)小于预设阈值下的k1、k2参数值；
将得到的k1、k2参数值代入所述关系曲线
Figure FDA0003729066210000026
得到表征所述逆变器电压误差与定子电流之间对应关系的关系曲线。
4.如权利要求1所述的电机互感辨识方法，其特征在于，预设定子电感求取关系式的设置过程，包括：
根据所述电机在静止状态下的T型等效电路及KVL定律，得到第一定子电压关系式
Figure FDA0003729066210000031
其中，im为励磁电流；
将im＝is+ir、Ls＝Lsσ+Lm代入第一定子电压关系式
Figure FDA0003729066210000032
中，得到第二定子电压关系式
Figure FDA0003729066210000033
其中，ir为转子电流；
对第二定子电压关系式
Figure FDA0003729066210000034
进行积分，得到定子电压积分关系式
Figure FDA0003729066210000035
将定子电压积分关系式
Figure FDA0003729066210000036
进行化简，得到定子电感求取关系式
Figure FDA0003729066210000037
其中，当t＝0时，us＝is＝0；当t→∞时，ir(∞)＝0。
5.如权利要求1-4任一项所述的电机互感辨识方法，其特征在于，所述电机互感辨识方法还包括：
通过改变所述变频器输入的定子指令电压的幅值来改变注入所述定子绕组的直流电流的幅值，以得到不同直流幅值下的电机互感；
根据不同直流幅值下的电机互感，得到表征所述直流幅值与所述电机互感之间对应关系的电流互感曲线。
6.一种电机互感辨识系统，其特征在于，包括：
斜坡注入模块，用于通过向变频器输入逐渐递增的定子指令电压来控制所述变频器向电机的定子绕组注入斜坡电流；
误差求取模块，用于求取所述电机在各斜坡电流下的实际定子电压，并将各斜坡电流下的定子指令电压与实际定子电压对应作差，得到在各斜坡电流下所述变频器的逆变器电压误差；
关系获取模块，用于基于在各斜坡电流下的逆变器电压误差，得到所述逆变器电压误差与定子电流之间的误差电流对应关系；
直流注入模块，用于通过向所述变频器输入一定子指令电压来控制所述变频器向所述定子绕组注入一直流电流；
互感求取模块，用于根据所述误差电流对应关系确定在所述直流电流下的逆变器电压误差，根据此逆变器电压误差补偿与所述直流电流对应的定子指令电压，并根据补偿后的定子指令电压求取在所述直流电流下的电机互感；
所述互感求取模块具体用于：
将逆变器电压误差Δu补偿至预设定子电感求取关系式
Figure FDA0003729066210000041
中，得到定子电感求取补偿关系式
Figure FDA0003729066210000042
其中，Ls为定子电感，us(t)为定子指令电压，Rs为定子电阻，is(t)为定子电流，t为所述定子绕组注入直流电流的时间；
将在所述直流电流下的逆变器电压误差、定子指令电压代入定子电感求取补偿关系式
Figure FDA0003729066210000043
中，得到在所述直流电流下的定子电感；
根据Lm＝Ls-Lsσ求取在所述直流电流下的电机互感；其中，Lsσ为定子漏感，Lm为电机互感。
7.如权利要求6所述的电机互感辨识系统，其特征在于，所述误差求取模块具体用于：
根据Δu＝us-Rsis得到在各斜坡电流下所述变频器的逆变器电压误差；其中，us为定子指令电压，Rs为定子电阻，is为定子电流；Rs*is为实际定子电压，Δu为逆变器电压误差；
所述关系获取模块具体用于：
基于在各斜坡电流下的逆变器电压误差，利用递推最小二乘法拟合出表征所述逆变器电压误差与定子电流之间对应关系的关系曲线
Figure FDA0003729066210000044
其中，k1、k2为曲线参数。
8.一种电机互感辨识装置，其特征在于，包括：
存储模块，用于存储计算机程序；
处理模块，用于在执行所述计算机程序时实现如权利要求1-5任一项所述的电机互感辨识方法的步骤。
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