DE602005005990T2 - Widerstandsschätzung eines elektrischen Wechselstrommotors - Google Patents

Widerstandsschätzung eines elektrischen Wechselstrommotors Download PDF

Info

Publication number
DE602005005990T2
DE602005005990T2 DE602005005990T DE602005005990T DE602005005990T2 DE 602005005990 T2 DE602005005990 T2 DE 602005005990T2 DE 602005005990 T DE602005005990 T DE 602005005990T DE 602005005990 T DE602005005990 T DE 602005005990T DE 602005005990 T2 DE602005005990 T2 DE 602005005990T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
stator
estimate
resistance
err
corr
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE602005005990T
Other languages
English (en)
Other versions
DE602005005990D1 (de
Inventor
Mikko 02660 Vertanen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ABB Oy
Original Assignee
ABB Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ABB Oy filed Critical ABB Oy
Publication of DE602005005990D1 publication Critical patent/DE602005005990D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE602005005990T2 publication Critical patent/DE602005005990T2/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/14Estimation or adaptation of machine parameters, e.g. flux, current or voltage
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/14Estimation or adaptation of machine parameters, e.g. flux, current or voltage
    • H02P21/16Estimation of constants, e.g. the rotor time constant
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P23/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
    • H02P23/14Estimation or adaptation of motor parameters, e.g. rotor time constant, flux, speed, current or voltage
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/34Testing dynamo-electric machines
    • G01R31/343Testing dynamo-electric machines in operation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Diese Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Schätzen des Statorwiderstandes einer elektrischen Wechselstrommaschine. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren, das verwendet werden kann, um den Statorwiderstand während des Betriebs einer elektrischen Wechselstrommaschine zu schätzen. Der geschätzte Statorwiderstand kann weiterhin als Basis zum Schätzen des Läuferwiderstandes verwendet werden, sofern ein solcher vorhanden ist.
  • Bei modernen Frequenzwandlern, die für die Steuerung einer elektrischen Wechselstrommaschine verwendet werden, basiert die Präzision der Steuerung auf geschätzten anstelle direkt gemessener Parameter. Diese Parameter werden geschätzt, weil eine Messung in der Praxis nicht möglich ist. Die direkte Messung beispielsweise des Statorwiderstandes ist möglich, wenn die Maschine nicht läuft. Sobald jedoch die Maschine läuft, ist diese Messung jedoch nicht so einfach. Weiterhin unterscheidet sich das Messergebnis für eine kalte Maschine beträchtlich von einem Ergebnis, das man von einer aufgewärmten Maschine erhält. Somit führt eine reine Off-Line-Messung ohne Kompensation zur Berücksichtigung der Wärme der Maschine zu Fehlern, was bei der Genauigkeit und Stabilität der Steuerung zu erkennen ist.
  • Es gibt zahlreiche Identifikationsverfahren, die sich für die Verwendung in Verbindung mit Induktionsmaschinen eignen, die nach dem Stand der Technik bekannt sind. Diese Verfahren beinhalten I.-J. Ha, S.-H. Lee, "An Online Identification method for both Stator and Rotor Resistances of Induction Motors without Rotational Transducers", IEEE Transactions an Industrial Electronics, Vol. 47, No. 4, August 2000, pp. 842 bis 853 and V. Vasic', S N. Vukosavic, E. Levi, "A stator resistance estimation scheme for speed sensorless rotor flux oriented motor drives", IEEE Trans. Energy Corporation, vol 18, no. 4, Dezember 2003.
  • Die obigen Identifikationsverfahren eignen sich lediglich für die Identifizierung von Parametern einer Induktionsmaschine. Ein Bedarf zur Identifikation der Parameter ist ebenfalls für den Fall eines weiteren Typs von elektrischen Wechselstrommaschinen, wie etwa Dauermagnet-Synchronmaschinen, vorhanden.
  • Die Druckschrift Novotny D. W., Lipo T. A. (1997), "Vector Control and Dynamics of AC Drives", New York, USA, Oxford University Press beschreibt die Merkmale des Oberbegriffes von Anspruch 1, wenn auch nicht in Verbindung mit der Widerstandsschätzung.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein alternatives Verfahren zur präzisen Schätzung des Statorwiderstandes einer elektrischen Wechselstrommaschine anzugeben, wobei sich das Verfahren weiter für die Verwendung in Verbindung sowohl mit einer Induktionsmaschine als auch einer Dauermagnet-Synchronmaschine eignet.
  • Dieses Ziel wird mit einem Verfahren der Erfindung erreicht, das durch das charakterisiert ist, was im unabhängigen Anspruch 1 beschrieben ist.
  • Die Erfindung basiert auf dem Gedanken, dass ein allgemein verwendetes Spannungsmodell mit Hilfe einer Fehlermenge stabilisiert wird, die proportional zur Differenz zwischen zwei unterschiedlichen Läuferflussamplituden ist. Diese Fehlermenge wird weiter zum Definieren eines Spannungskorrekturvektors verwendet, der zum bekannten Spannungsmodell der elektrischen Wechselstrommaschine addiert wird. Derselbe Spannungskorrekturvektor wird ebenfalls für die Schätzung des Statorwiderstandes verwendet.
  • Das oben erwähnte allgemein verwendete Spannungsmodell wird beispielsweise in Hinkkanen M. (2004) "Flux estimators for speed-sensorless induction motor drives". Ph. D. thesis, Dept. Elect. Commun. Eng. Helsinki Universitiy of Tchnology, Espoo, Finland beschrieben.
  • Das Verfahren der vorliegenden Erfindung sieht ein präzises Schätzverfahren zum Schätzen des Statorwiderstandes einer Wechselstrommaschine vor, die sowohl eine Induktionsmaschine als auch eine PMSM umfasst. Zudem beinhaltet das Verfahren der Erfindung keine gemessen Drehzahl oder Position, weshalb es sowohl auf sensorlose Antriebe (d. h. ohne Drehzahl- oder Positionsmessung) und Antriebe mit Sensoren (d. h. mit Drehzahl- oder Positionsmessung) angewendet werden kann.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
  • Die Erfindung wird detaillierter anhand bevorzugter Ausführungsformen und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
  • 1 ist ein Blockschaltbild, das eine Verwendung eines Verfahrens der Erfindung in Verbindung mit der Vektorsteuerung eines asynchronen Motors darstellt.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Bei einer asynchronen Maschine, d. h. bei einer Induktionsmaschine wird eine L-Äquivalent-(oder ein inverse I-Äquivalent-)Schaltung verwendet. Ein dynamisches Modell einer Dauermagnet-Synchronmaschine ist weitaus einfacher, da keine Läuferwicklungen verwendet werden. Somit hat die PMSM keinen Läuferwiderstand. Wenn ein Läufer der PMSM nicht hervorstehend ist, ist die Statorinduktanz um den gesamten Luftspalt konstant. Mit einem hervorstehenden Läufer, variiert die Statorinduktanz der PMSM als eine Funktion eines Läuferflusswinkels, wobei dies im Modell zu berücksichtigen ist.
  • Statorschaltungen der asynchronen Maschinen und der PMS-Maschinen sind identisch. Das Verfahren basiert auf einem Spannungsmodell, das nach dem Stand der Technik bekannt ist und hier im Statorbezugsrahmen dargestellt ist:
    Figure 00040001
    wobei ψ ^s ein Statorfluss-Vektorabschätzung, us ein Statorspannungsvektor, is ein Statorstromvektor und R ^s eine Statorwiderstandsschätzung ist. Zu Beginn des vorliegenden Verfahrens muss ein geeigneter Ausgangswert für den Statorwiderstand gegeben sein.
  • Das Spannungsmodell ist für unterschiedliche Wechselstrommaschinen ähnlich. Ein Statorfluss kann mit Hilfe dieses Spannungsmodells geschätzt werden. Der Läuferfluss ψ ^R oder eine Menge, die proportional zu einem derartigen Läuferfluss ist, kann aus dem Spannungsmodell mit Hilfe der folgenden Gleichung berechnet werden ψ ^R = ψ ^s – L ^σis (2)wobei L ^σ eine gesamte Kriech-(Übergangs-)Induktanzschätzung des asynchronen Motors oder eine Statorinduktanzschätzung des Dauermagnet-Synchronmotors ist. Diese Gleichung ist jedoch nur gültig, wenn der Motor symmetrisch und die Induktanz konstant ist. Dies ist für asynchrone Motoren typisch. Synchrone Motoren sind in vielen Fällen asymmetrisch, wobei Induktionen, die Schätzungen entsprechen, die als L ^σd, L ^σq gekennzeichnet sind, in den Richtungen d und q unterschiedlich sind. Daher sollte die Gleichung (2) in einem Läuferflussbezugsrahmen berechnet werden. Ein Statorfluss, der in einem Läufer-Koordinatensystem ausgedrückt ist, ist
    Figure 00040002
  • In einer Komponentenform wird Gleichung (3) zu
    Figure 00050001
    und für den Strom in ähnlicher Weise in Komponentenform
    Figure 00050002
  • Beim Läuferfluss kann die Bezugsrahmengleichung (2) in einer Komponentenform neu geschrieben werden als ψ ^Rd = ψ ^sd – L ^σdi ^sd ψ ^Rq = ψ ^sq – L ^σqi ^sq (6)die dann in einen Statorbezugsrahmen zurücktransformiert wird:
    Figure 00050003
  • Es existieren auch andere Wege als die Gleichungen (4) bis (7), um ein Spannungsmodell für einen Läuferfluss zu berechnen. Ist der Motor symmetrisch, wie es bei asynchronen Maschinen der Fall ist, kann die Berechnung in einem Statorbezugsrahmen mit Hilfe der Gleichung (2) ausgeführt werden. Ein Winkel des Läuferflusses kann direkt mit Hilfe der folgenden Gleichung geschätzt werden
    Figure 00050004
  • Es existiert eine Vielzahl anderer bekannter Wege zum Schätzen des Läuferflusswinkels. Es können beispielsweise bestimmte Arten von PLL-Systemen verwendet zu diesem Zweck verwendet werden.
  • Gemäß dem Verfahren der Erfindung wird eine Fehlermenge eingeführt
    Figure 00060001
    wobei
    Figure 00060002
    eine Läuferflussamplitude unabhängig von Motorwiderständen ist. Die Bestimmung von
    Figure 00060003
    hängt vom Motortyp ab. Bei einer Dauermagnet-Synchronmaschine ist dies eine einfache Aufgabe:
    Figure 00060004
    wobei
    Figure 00060005
    der Fluss des Dauermagneten ist. Dieser Fluss kann sehr einfach während der Inbetriebnahme des Antriebs identifiziert werden, wobei der Wert ziemlich konstant und vorhersagbar ist. Bei einer asynchronen Maschine wird ein Strommodell verwendet. Das Strommodell ist nach dem Stand der Technik ebenfalls hinreichend bekannt, wobei für eine Läuferflussamplitude das Strommodell ergibt
    Figure 00060006
  • Wobei R ^R die Läuferwiderstandsschätzung (gemäß einer L-Äquivalent-Schaltung) ist,
    Figure 00060007
    = L ^M/R ^R die Läuferzeitkonstantenschätzung und L ^M die Hauptinduktanzschätzung (gemäß einer L-Äquivalent-Schaltung) ist. Eine Strom-d-Komponente wird normalerweise mit Hilfe des letzten Flusswinkels berechnet, den man aus der Gleichung (8) erhält. Aus Gleichung (11) ist zu erkennen, dass sie nicht vom Läuferwiderstand in einem stabilen Zustand abhängt.
  • Infolge der Integrationsbeschaffenheit der Spannungsmodellgleichung (1) ist, um eine geeignete Statorflussschätzung für eine beliebige Aufgabe zu erhalten, eine zusätzliche Stabilisierungsrückmeldung erforderlich. Dies kann gemäß dem Verfahren der Erfindung mit Hilfe des Fehlerterms aus Gleichung (9) erreicht werden. Die Stabilisierungsrückmeldung ist als folgende Spannungskorrektur definiert, die zur Spannungsmodellgleichung (1) hinzugefügt wird:
    Figure 00070001
    wobei ein Abstimmungsverstärkungsvektor
    Figure 00070002
    ist, wobei kc ein Skalarabstimmungsgewinn ist. Der Term
    Figure 00070003
    in Gleichung (12) wird verwendet, um den Spannungskorrekturvektor in dasselbe Koordinatensystem umzuwandeln, wie das Spannungsmodell, d. h. in das stationäre Koordinatensystem.
  • Der Korrekturwinkel γ ist vorzugsweise definiert als
    Figure 00070004
    wobei
    Figure 00070005
    eine elektrische Frequenzschätzung und ωN eine elektrische Nennfrequenz des Motors ist und vorzugsweise
    Figure 00070006
    in Abhängigkeit des Motors ist. Der Spannungskorrekturvektor (12) wird einfach zur Gleichung (1) hinzugefügt, wodurch das korrigierte Spannungsmodell wird zu
    Figure 00070007
  • Beide Ausdrücke (10) und (11) sind unabhängig von den Widerständen. Gemäß dem Verfahren der Erfindung, wird der Statorwiderstand während des Betriebs mit Hilfe eines Adaptionsmechanismus geschätzt.
  • Dieser Adaptionsmechanismus erfordert zwei neue Fehlerterme als Funktion des Statorstroms und der Spannungskorrektur. Gemäß dem Verfahren der Erfindung ist der erste Widerstandsadaptionsfehlerterm definiert als Perr = –ucorr·is = –ux,corrix – uy,corriy = –ud,corri ^d – uq,corri ^q (16)und der zweite Widerstandsadaptionsterm definiert als Qerr = –ucorr × is = –ux,corriy + uy,corrix = –ud,corri ^q + uq,corri ^d. (17)
  • Wie es oben zu erkennen ist, können beide Gleichungen (16) und (17) durch Verwendung entweder von xy- oder dq-Komponenten berechnet werden, d. h. das verwendete Koordinatensystem kann ein Statorkoordinatensystem oder ein synchrones Koordinatensystem sein.
  • Gemäß der Erfindung wird die Statorwiderstandsschätzung R ^s mit Hilfe eines ersten Widerstandsadaptionsfehlerterms Perr in einem PI-Adaptionsmechanismus bestimmt, wenn der absolute Wert der elektrischen Frequenz ωs der elektrischen Wechselstrommaschine geringer ist als die Frequenzgrenze ωpq,lim. Wenn die elektrische Frequenz ωs der elektrischen Wechselstrommaschine gleich oder größer der Frequenzgrenze ωpq,lim ist, wird die Widerstandsschätzung R ^s mit Hilfe eines zweiten Widerstandsadaptionsfehlerterms Qerr in einem PI-Adaptionsmechanismus bestimmt. Die Bestimmung der Statorwiderstandsschätzung kann ausgedrückt werden als
    Figure 00080001
    wobei kp, kq Abstimmungsgewinne einer Steuereinheit sind und eine vorteilhafte Grenze 0 < ωpq,lim < 4 Hz in Abhängigkeit des Motortyps sein kann. Aus der Gleichung (18) ist zu erkennen, dass der Adaptionsmechanismus eine Adaption des PI-Steuereinheitstyps ist, der den Fehler auf Null steuert. Somit werden Perr bzw. Qerr auf Null gesteuert, indem der Wert des geschätzten Statorwiderstands im System geändert wird. Wenn Perr oder Qerr auf Null gesteuert werden, ist auch ucorr Null, da gemäß den Gleichungen (16) und (17) Perr und Qerr nur dann Null sein können, wenn entweder ucorr Null ist oder der Statorstrom Null ist. Dies bedeutet weiter, dass der geschätzte Statorwiderstand einen korrekten Wert hat, wenn die Läuferflussamplitude
    Figure 00090001
    korrekt ist.
  • Die Gleichung (18) berücksichtigt zudem das Vorzeichen der elektrischen Frequenz der Maschine, wenn der Widerstand aus dem zweiten Widerstandsadaptionsfehlerterm Qerr geschätzt wird.
  • Wie es oben erwähnt wurde, sind Ausgangswerte für Läufer- und Statorwiderstand, gekennzeichnet als R ^s0, R ^R0 beispielsweise für eine kalte Maschine während der Inbetriebnahme des Antriebs definiert. Diese Werte können verwendet werden, bevor das Verfahren der Erfindung Schätzungen ergeben hat, d. h. während des Startens des Antriebs. Sowohl der Stator- als auch der Läuferwiderstand ändern sich als eine Funktion der Motortemperatur, wobei davon ausgegangen werden kann, dass die relative Änderungsrate für beide etwa dieselbe ist. Der Läuferwiderstand kann somit als skalierter und teifpassgefilterter Wert des Statorwiderstands definiert werden
    Figure 00090002
    wobei τRf eine Zeitkonstante des Tiefpassfilters ist. Geschätzte Stator- und Läuferwiderstände werden in den Gleichungen (11) und (15) verwendet. Sie können zudem gleichzeitig in einem bestimmten anderen Modell, wie etwa einem Motormodell, mit Codiererrückmeldung oder Drehzahlschätzung verwendet werden. Es wird darauf hingewiesen, dass der Läuferwiderstand auf eine beliebige andere Art geschätzt werden kann, als sie in Gleichung (19) beschrieben ist.
  • Die obigen Gleichungen werden beim Verfahren auf rekursive Weise verwendet. Es wird ebenfalls darauf hingewiesen, dass die obigen Gleichungen zu einem beliebigen anderen Bezugsrahmen umgeformt werden können, wie etwa einem synchronen Bezugsrahmen, wobei die meisten der Berechnungen ebenfalls in einem derartigen anderen Bezugsrahmen ausgeführt werden können. Lediglich minimale Änderungen, die dem Fachmann verständlich sind, werden bei den Gleichungen infolge der Änderung des Koordinatensystems benötigt.
  • Im folgenden wird das Verfahren der Erfindung in Verbindung mit 1 beschrieben, die ein Beispiel eines Steuersystems zeigt, das ein Verfahren der Erfindung verwendet. 1 zeigt ein Steuersystem, in dem ein Läuferfluss und die Geschwindigkeit einer Maschine 9 gesteuert werden. Das System enthält eine Flusssteuereinheit 1 und eine Drehzahlsteuereinheit 2. Die Flusssteuereinheit 1 empfängt einen Bezugswert für den Läuferfluss ΨR,ref und eine Läuferflussschätzung
    Figure 00100001
    als seine Eingaben. Die Drehzahlsteuereinheit 2 empfängt einen mechanischen Drehzahlbezug ωm,ref und die geschätzte mechanische Drehzahl
    Figure 00100002
    als ihre Eingaben.
  • Die Flusssteuereinheit 1 gibt einen Bezugswert für die Direktfeld-Stromkomponente id,ref aus, und die Drehzahlsteuereinheit 2 gibt einen Bezugswert für die Querfeld-Stromkomponente id,ref aus. Die Steuerung wird somit in einem synchronen Rahmen oder einem dq-Bezugsrahmen ausgeführt. Diese Ströme werden einer Stromsteuereinheit 3 zugeführt, die zudem den gemessenen Stromvektor is als Rückmeldung empfängt. Da sich die Bezugswerte für die Ströme im dq-Bezugsrahmen befinden, wird der gemessene Strom ebenfalls in dasselbe Koordinatensystem mit Hilfe eines Koordinaten-Transformationsblocks 5 umgewandelt. Der Block 5 empfängt einen geschätzten Winkel des Läuferflusses
    Figure 00100003
    um den der Läufer gedreht wird.
  • Die Stromsteuereinheit 3 gibt einen Statorspannungs-Bezugsvektor us,ref aus, der in ein stationäres Koordinatensystem mit Hilfe eines Transformationsblocks 4 zurückgewandelt wird, der denselben Winkel
    Figure 00110001
    wie der Block 5 empfängt, und dreht den Spannungsbezugsvektor us,ref. Dieser gedrehte Spannungsvektor wird anschließend als Bezugswert für einen Umsetzer 6 verwendet, der seine Ausgangsspannung auf jene des Bezugswertes steuert. Die Ausgangsspannung des Umsetzers treibt weiterhin die Maschine 9 an, die in diesem Fall ein Induktionsmotor ist.
  • Wie es oben erwähnt wurde, wird der Ausgangsstrom des Umsetzers 6 oder der Maschinenstatorstrom is gemessen. Die Ausgangsspannung oder Statorspannung us wird ebenfalls gemessen oder auf der Basis der Gleichstromspannungsmessung und der Schaltstellung des Umsetzers bestimmt. Diese Vektoren werden einem Fluss-, Frequenz-, und Drehzahl-Schätzblock 7 zugeführt. Dieser Block 7 berechnet einen geschätzten Winkel des Läuferflusses
    Figure 00110002
    und gibt ihn an die Koordinaten-Transformationsblöcke aus. Weiterhin wird in Block 7 die mechanische Drehzahl des gesteuerten Motors geschätzt und dieser geschätzte Wert
    Figure 00110003
    an die Drehzahlsteuereinheit 2 als dessen Rückmeldung ausgegeben. Die Läuferflussschätzung
    Figure 00110004
    wird ebenfalls in Block 7 geschätzt, wobei diese Schätzung der Flusssteuereinheit 1 als deren Rückmeldung zugeführt wird.
  • Der Block 7 berechnet zudem den Spannungskorrekturvektor ucorr und die elektrische Frequenz
    Figure 00110005
    des gesteuerten Motors. Beide Werte werden einem Widerstandsschätzblock 8 zugeführt. Der Block 8 empfängt zudem den gemessenen Stromvektor is als seine Eingabe. Aus diesen Werten wird die Statorwiderstandsschätzung R ^s berechnet. Dies kann beispielsweise mit Hilfe der Gleichung (19) ausgeführt werden. Die Widerstandsschätzungen werden dem Block 7 zugeführt, der diese Schätzungen für seine eigenen Berechnungen verwendet.
  • Es versteht sich, dass das Verfahren der Erfindung in Verbindung mit unterschiedlichen Steuersystemen und nicht nur mit dem einen verwendet werden kann, das in 1 beschrieben ist. Der geschätzte Statorwiderstand, der mit dem Verfahren der Erfindung erzielt wird, kann zudem in parallelen Systemen für die Identifikation einiger anderer Parameter verwendet werden. Zudem ist der Blockaufbau, der in 1 gezeigt ist, lediglich ein Beispiel. Es ist offensichtlich, dass die Unterteilung in die dargestellten Blöcke lediglich der Veranschaulichung der Funktionsweise der Erfindung dient.
  • Der Fachmann wird erkennen, dass mit dem Fortschritt der Technologie, der grundlegende Gedanke der Erfindung in vielfach unterschiedlicher Weise umgesetzt werden kann. Die Erfindung und deren Ausführungsformen sind somit nicht auf die oben beschriebenen Beispiele beschränkt, sondern können innerhalb des Geltungsbereiches der Ansprüche variieren.

Claims (4)

  1. Verfahren zum Schätzen von Statorwiderstand einer elektrischen Wechselstrommaschine, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Bestimmen eines Statorstromvektors (is) der elektrischen Wechselstrommaschine, Bestimmen eines Statorspannungsvektors (us) der elektrischen Wechselstrommaschine, Definieren eines Spannungsmodells für die elektrische Wechselstrommaschine, das einen Statorfluss (ψs), einen Statorstrom (is) und eine Statorspannung (us) miteinander verknüpft, und Bestimmen einer Statorflussschätzung (ψ ^s) unter Verwendung des Spannungsmodells der elektrischen Wechselstrommaschine, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Bestimmen einer ersten Läuferflussamplitudenschätzung (ψ ^Rc), die von den Widerständen der Wechselstrommaschine unabhängig ist, Bestimmen einer zweiten Läuferflussamplitudenschätzung (ψ ^Rd) anhand der Statorflussschätzung (ψ ^s), Definieren einer Fehlermenge (ε) als eine Differenz zwischen der ersten Läuferflussamplitudenschätzung und der zweiten Läuferflussamplitudenschätzung (ε = ψ ^Rc – ψ ^Rd), Definieren eines Spannungskorrekturterms (ucorr) als ein Produkt aus der Fehlermenge (ε) und einem Abstimmungsverstärkungsvektor (Kc) mit einer Amplitude (kc) und einer Richtung (γ), Addieren des Spannungskorrekturterms (ucorr) zu dem Spannungsmodell der elektrischen Wechselstrommaschine, um die Statorflussschätzung (ψ ^s) zu stabilisieren, Definieren eines ersten Widerstandsadaptationsfehlerterms (Perr) als ein Skalarprodukt zwischen einer Negation des Spannungskorrekturterms (–ucorr) und dem Statorstromvektor (is) (Perr = –ucorr·is), Definieren eines zweiten Widerstandsadaptationsfehlerterms (Qerr) als ein Kreuzprodukt zwischen der Negation des Spannungskorrekturterms (–ucorr) und dem Statorstromvektor (is) (Qerr = –ucorr × is) Definieren einer Frequenzgrenze (ωpq,lim), Bestimmen einer Statorwiderstandsschätzung (R ^s) unter Verwendung des ersten Widerstandsadaptationsfehlerterms (Perr) in einem PI-Adaptationsmechanismus, wenn ein Absolutwert elektrischer Frequenz (ωs) der elektrischen Wechselstrommaschine niedriger ist als die Frequenzgrenze (ωpq,lim), und Bestimmen der Statorwiderstandsschätzung (R ^s) unter Verwendung des zweiten Widerstandsadaptationsfehlerterms (Qerr) in einem PI-Adaptationsmechanismus, wenn der Absolutwert der elektrischen Frequenz (ωs) der elektrischen Wechselstrommaschine der Frequenzgrenze (ωpq,lim) entspricht oder höher als diese ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der ersten Läuferflussamplitudenschätzung (ψ ^Rc), die von den Widerständen der Wechselstrommaschine unabhängig ist, einen Schritt in Verbindung mit einer Dauersynchronmaschine umfasst, wobei die erste Läuferflussamplitudenschätzung so eingestellt ist, dass sie der Fluss (ψ ^R,pm) eines Dauermagneten der Synchronmaschine ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der ersten Läuferflussamplitudenschätzung (ψ ^Rc), die von den Widerständen der Wechselstrommaschine unabhängig ist, einen Schritt umfasst, bei dem die erste Läuferflussamplitudenschätzung unter Verwendung eines Strommodells der Maschine berechnet wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Richtung (γ) des Abstimmungsverstärkungsvektors (Kc) auf Basis einer Schätzung elektrischer Frequenz (ω ^s) der Maschine so gewählt wird, dass
    Figure 00150001
    wobei ωN die elektrische Nennfrequenz der Maschine ist, und
    Figure 00150002
    wobei i ^sq eine Schätzung eines Querfeldkomponenten-Statorstroms ist.
DE602005005990T 2005-08-19 2005-08-19 Widerstandsschätzung eines elektrischen Wechselstrommotors Active DE602005005990T2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP05107612A EP1755211B1 (de) 2005-08-19 2005-08-19 Widerstandsschätzung eines elektrischen Wechselstrommotors

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE602005005990D1 DE602005005990D1 (de) 2008-05-21
DE602005005990T2 true DE602005005990T2 (de) 2009-07-09

Family

ID=35478199

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE602005005990T Active DE602005005990T2 (de) 2005-08-19 2005-08-19 Widerstandsschätzung eines elektrischen Wechselstrommotors

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP1755211B1 (de)
AT (1) ATE392040T1 (de)
DE (1) DE602005005990T2 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013221136A1 (de) * 2013-10-17 2015-03-05 Zf Friedrichshafen Ag Controller und Verfahren zum Bestimmen eines derzeitigen elektrischen Widerstandes einer Statorwicklung

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7956637B2 (en) 2007-06-04 2011-06-07 Eaton Corporation System and method to determine electric motor efficiency using an equivalent circuit
KR101619567B1 (ko) * 2012-11-09 2016-05-18 엘에스산전 주식회사 유도전동기의 파라미터 추정장치
US8988035B2 (en) 2012-12-19 2015-03-24 Eaton Corporation System for determining a magnetizing curve and rotor resistance of an induction machine and method of making same
JP6143960B2 (ja) 2014-06-16 2017-06-07 三菱電機株式会社 交流回転機の制御装置、及び交流回転機の制御装置を備えた電動パワーステアリングシステム
CN109889119B (zh) * 2019-03-26 2020-06-30 哈尔滨工业大学 一种感应电机定子电阻与转速并行解耦辨识方法
US11366147B2 (en) * 2020-09-02 2022-06-21 Rockwell Automation Technologies, Inc. Motor stator resistance calculation
JP2024503557A (ja) 2021-01-22 2024-01-26 アメリカン アクスル アンド マニュファクチャリング,インコーポレイテッド 交流電気機械の巻線抵抗および巻線温度を検出するための方法およびシステム

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19524654A1 (de) * 1995-07-06 1997-01-09 Siemens Ag Verfahren zur geberlosen feldorientierten Regelung einer Asynchronmaschine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013221136A1 (de) * 2013-10-17 2015-03-05 Zf Friedrichshafen Ag Controller und Verfahren zum Bestimmen eines derzeitigen elektrischen Widerstandes einer Statorwicklung

Also Published As

Publication number Publication date
ATE392040T1 (de) 2008-04-15
EP1755211B1 (de) 2008-04-09
EP1755211A1 (de) 2007-02-21
DE602005005990D1 (de) 2008-05-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE602005005990T2 (de) Widerstandsschätzung eines elektrischen Wechselstrommotors
DE10214622B4 (de) Sensorlose Regelung für einen Asynchronmotor
DE10206410B4 (de) Rotorwinkel-Erfassungsvorrichtung für bürstenlose Gleichstrommotoren
DE60024222T2 (de) Verfahren zur Schätzung der Rotorlage eines Synchronmotors, Verfahren zur Steuerung eines sensorlosen Synchronmotors und eine Steuerung für einen Synchronmotor
DE10140034B4 (de) Sensorloses Vektorsteuersystem für einen Induktionsmotor und Verfahren zum Betreiben desselben
EP2019482B1 (de) System zur Lage- und Geschwindigkeitsermittlung bei einem Permanentmagnet-Läufer einer elektrischen Maschine
DE60224021T2 (de) Steuergerät für einen Elektromotor
EP2023479B1 (de) System zur nahtlosen Geschwindigkeits- und/oder Lageermittlung einschließlich Stillstand bei einem Permanentmagnet-Läufer einer elektrischen Maschine
DE102007061905B4 (de) Hochansprechende Permanentmagnetmotorsteuerung
DE102009000609B4 (de) Stromregler und Verfahren und System zur Stromregelung für Wechselstrommotoren
DE69736603T2 (de) Sensorloses steurungsverfahren und permanenterregte synchronmotorvorrichtung
DE10218728B4 (de) Motorsteuer/Regelvorrichtung
DE10111795B4 (de) Vektorsteuerungsverfahren für einen Reluktanz-Synchronmotor
DE60009639T2 (de) Steuereinrichtung eines Umrichters und Verfahren zur Steuerung eines Umrichters
DE3600661C2 (de)
DE19951981B4 (de) Regelsystem für einen Induktionsmotor
DE10330791A1 (de) Vektor-orientiertes Steuerungssystem für synchrone Maschinen mit Permanent-Magneten unter Verwendung eines Beobachters für die Parameter eines offenen Regelkreises
DE69913522T2 (de) Verfahren zur minimierung der fehler bei der schätzung von rotorwinkeln in synchronmaschinen.
DE10297429T5 (de) Rotorwinkel-Abschätzeinrichtung für einen Permanentmagnet-Synchronmotorantrieb
DE102005032703A1 (de) Ursprungsoffset-Berechnungsverfahren einer Drehpositions-Erfassungsvorrichtung eines Elektromotors und Motorsteuervorrichtung, die das Berechungungsverfahren verwendet
DE102011106925B4 (de) Steuervorrichtung eines sensorlosen Asynchronmotors mit einer Funktion zur Korrektur einer Schlupfrate des Motors
DE10303301A1 (de) Verfahren und System zur Regelung eines Induktionsmotors
WO2016134877A1 (de) Sensorloses kommutierungsverfahren
DE69404137T2 (de) Bestimmungsverfahren für eine stator-fluss-schätzung einer asynchronmaschine
DE102018207583A1 (de) Verfahren, Computerprogrammprodukt und System zum Betreiben einer Asynchronmaschine sowie Asynchronmaschine

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition