RU2570363C1 - Method of determination of parameters of induction motor - Google Patents

Method of determination of parameters of induction motor Download PDF

Info

Publication number
RU2570363C1
RU2570363C1 RU2014129744/28A RU2014129744A RU2570363C1 RU 2570363 C1 RU2570363 C1 RU 2570363C1 RU 2014129744/28 A RU2014129744/28 A RU 2014129744/28A RU 2014129744 A RU2014129744 A RU 2014129744A RU 2570363 C1 RU2570363 C1 RU 2570363C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
stator
induction motor
rotor
currents
winding
Prior art date
Application number
RU2014129744/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Владимирович Боловин
Александр Савельевич Глазырин
Татьяна Анатольевна Глазырина
Владимир Иосифович Полищук
Original Assignee
федеральное государственное автономное образовательное учреждение профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет"
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 федеральное государственное автономное образовательное учреждение профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" filed Critical федеральное государственное автономное образовательное учреждение профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет"
Priority to RU2014129744/28A priority Critical patent/RU2570363C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2570363C1 publication Critical patent/RU2570363C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.SUBSTANCE: method of determination of parameters of the electric motor consists in that during starting and operation of the induction motor the instant values of currents and voltage of two stator phases and the frequency of rotation of the shaft of the induction motor are measured simultaneously; the measured instant values of currents and voltage are transformed from natural coordinate system into rectangular stationary system of coordinates, sequentially four temporary delays of the transformed currents and voltage and frequency of rotation of the shaft of the induction motor are performed, the obtained values are saved and used for determination of active resistance and equivalent inductance of the stator winding reduced to the stator of active resistance and equivalent inductance of the rotor winding, and the inductance pre-determined by the magnetic flux in the air gap of the electric motor in real time as follows:where R- active resistance of the stator winding, Ohm;- active resistance of the rotor winding reduced to the stator, Ohm; L- equivalent inductance of the stator winding, H; L- the resultant inductance pre-determined by the magnetic flux in the air gap of the induction motor, H; ? - rotor dispersion coefficient; T- rotor time constant, with; L- equivalent inductance of the rotor winding, H; K, K, K, K, K- the coefficients determined by the least squares method.EFFECT: simultaneous determination of all electromagnetic parameters of the induction motor in real time.2 cl, 4 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для определения параметров асинхронных электродвигателей.The invention relates to electrical engineering and can be used to determine the parameters of induction motors.

Известен способ определения параметров и рабочих характеристик асинхронного двигателя без сопряжения с нагрузочным устройством [RU 2391680 С1, МПК G01R 31/24 (2006.01), опубл. 10.06.2010], выбранный в качестве прототипа, заключающийся в том, что потребляемую мощность, напряжение и ток в режиме холостого хода измеряют и регистрируют при номинальном напряжении или близком к нему, вычисляют по ним коэффициент мощности и индуктивное сопротивление статора, затем отключают двигатель от источника питания, регистрируют скачок напряжения статора, кривую затухания напряжения статора и измеряют сопротивление статора r1. По скачку напряжения, току, измеренному до отключения, коэффициенту мощности и сопротивлению фазы вычисляют реактивное сопротивление рассеяния х1 статора. По кривой затухания определяют постоянные времени T0 и T' ротора соответственно при разомкнутом статоре и статоре, условно включенном на сеть бесконечно большой мощности. С использованием полученных значений рассчитывают коэффициенты рассеяния σ1 и σ2 статора и ротора, реактивное сопротивление взаимоиндукции Х12, приведенное к статору реактивное сопротивление рассеяния X 2 '

Figure 00000001
ротора, приведенное к статору активное сопротивление R 2 '
Figure 00000002
ротора. С использованием полученных параметров рассчитывают по Т- или Г-образной схемам замещения с одним контуром на роторе рабочие характеристики.A known method of determining the parameters and performance of an induction motor without pairing with a load device [RU 2391680 C1, IPC G01R 31/24 (2006.01), publ. 06/10/2010], selected as a prototype, which consists in the fact that the power consumption, voltage and current in the no-load mode are measured and recorded at or near the rated voltage, the power factor and inductance of the stator are calculated from them, then the motor is disconnected from power source, register the stator voltage jump, the stator voltage damping curve and measure the stator resistance r 1 . From the voltage jump, the current measured before shutdown, power factor and phase resistance, the stray reactance x 1 is calculated. From the attenuation curve, the time constants T 0 and T 'of the rotor are determined, respectively, with an open stator and a stator, conditionally connected to an infinitely large power network. Using the obtained values, the scattering coefficients σ 1 and σ 2 of the stator and rotor, the reactance of mutual induction X 12 , the reactance of dispersion reduced to the stator, are calculated X 2 ''
Figure 00000001
rotor reduced to stator resistance R 2 ''
Figure 00000002
rotor. Using the obtained parameters, the operating characteristics are calculated according to the T- or G-shaped equivalent circuits with one circuit on the rotor.

Недостатком известного способа является то, что для его осуществления необходимо измерять потребляемую мощность, напряжение и ток в режиме холостого хода.The disadvantage of this method is that for its implementation it is necessary to measure power consumption, voltage and current in idle mode.

Задачей изобретения является расширение арсенала средств аналогичного назначения.The objective of the invention is to expand the arsenal of funds for similar purposes.

Это достигается тем, что способ определения параметров асинхронного электродвигателя, так же как в прототипе, заключается в измерении потребляемых асинхронным электродвигателем токов и напряжений и определении сопротивления статора, постоянной времени ротора коэффициента рассеяния ротора, приведенного к статору активного сопротивления ротора.This is achieved by the fact that the method of determining the parameters of an induction motor, as in the prototype, consists in measuring the currents and voltages consumed by the induction motor and determining the stator resistance, the rotor time constant of the rotor scattering coefficient of the rotor, reduced to the rotor active resistance stator.

Согласно изобретению в течение пуска и работы асинхронного электродвигателя одновременно измеряют мгновенные величины токов и напряжений на двух фазах статора и частоту вращения вала асинхронного электродвигателя. Измеренные мгновенные величины токов и напряжений преобразуют из естественной координатной системы в прямоугольную стационарную систему координат. Последовательно выполняют четыре временные задержки преобразованных токов и напряжений и частоты вращения вала асинхронного электродвигателя. Полученные значения запоминают и используют для определения активного сопротивления и эквивалентной индуктивности обмотки статора, приведенных к статору активного сопротивления и эквивалентной индуктивности обмотки ротора, и индуктивности, обусловленной магнитным потоком в воздушном»зазоре электродвигателя в реальном времени следующим образом:According to the invention, during the start-up and operation of an induction motor, the instantaneous values of currents and voltages at two phases of the stator and the rotational speed of the shaft of the induction motor are simultaneously measured. The measured instantaneous values of currents and voltages are converted from a natural coordinate system to a rectangular stationary coordinate system. Four time delays of the converted currents and voltages and the rotational speed of the induction motor shaft are sequentially performed. The obtained values are stored and used to determine the active resistance and the equivalent inductance of the stator winding, reduced to the stator of the active resistance and the equivalent inductance of the rotor winding, and the inductance due to the magnetic flux in the air gap of the electric motor in real time as follows:

Figure 00000003
Figure 00000003

где R1 - активное сопротивление обмотки статора, Ом;where R 1 is the active resistance of the stator winding, Ohm;

R 2 '

Figure 00000002
- приведенное к статору активное сопротивление обмотки ротора, Ом; R 2 ''
Figure 00000002
- reduced to the stator resistance of the rotor winding, Ohm;

L1 - эквивалентная индуктивность обмотки статора, Гн;L 1 is the equivalent inductance of the stator winding, GN;

Lm - результирующая индуктивность, обусловленная магнитным потоком в воздушном зазоре асинхронного электродвигателя, Гн;L m - the resulting inductance due to the magnetic flux in the air gap of the induction motor, GN;

σ - коэффициент рассеяния ротора, о.е.;σ is the scattering coefficient of the rotor, p.u .;

T2 - постоянная времени ротора, с;T 2 - rotor time constant, s;

L2 - эквивалентная индуктивность обмотки ротора, Гн.L 2 - equivalent inductance of the rotor winding, GN.

К1, К2, К3, К4, К5 - коэффициенты, определенные методом наименьших квадратов.K 1 , K 2 , K 3 , K 4 , K 5 are the coefficients determined by the least square method.

Коэффициенты К1, К2, К3, К4, К5 определяют методом наименьших квадратов из выражения:The coefficients K 1 , K 2 , K 3 , K 4 , K 5 are determined by the least squares method from the expression:

Figure 00000004
Figure 00000004

Figure 00000005
Figure 00000005

zp - число пар полюсов электродвигателя;z p - the number of pairs of poles of the motor;

[ K 1 K 2 K 3 K 4 K 5 ]

Figure 00000006
- вектор коэффициентов, необходимых для нахождения параметров асинхронного электродвигателя; [ K one K 2 K 3 K four K 5 ]
Figure 00000006
- the vector of coefficients necessary to find the parameters of the induction motor;

k - коэффициент временной задержки.k is the time delay coefficient.

Предложенный способ в отличие от прототипа позволяет одновременно определять все электромагнитные параметры асинхронного электродвигателя в реальном времени без необходимости проведения измерений в режиме холостого хода и отключения двигателя.The proposed method, in contrast to the prototype, allows you to simultaneously determine all the electromagnetic parameters of an induction motor in real time without the need for measurements in idle mode and turning off the engine.

На фиг. 1 представлена схема устройства, реализующего рассматриваемый способ определения параметров асинхронного электродвигателя.In FIG. 1 shows a diagram of a device that implements the considered method for determining the parameters of an induction motor.

На фиг. 2 приведены графики переходных процессов токов I{t}, I(t) и частоты вращения вала асинхронного электродвигателя ω(t)In FIG. Figure 2 shows the transients of the currents I {t}, I (t) and the shaft speed of the induction motor ω (t)

На фиг. 3 приведены графики переходных процессов тока, где, I(t), I(t) - экспериментальные кривые составляющих тока статора в прямоугольной системе координат, I ^ 1 α ( t ) ,

Figure 00000007
I ^ 1 β ( t )
Figure 00000008
- расчетные кривые составляющих тока статоры статора в прямоугольной системе координат.In FIG. 3 shows graphs of current transients, where, I (t), I (t) are the experimental curves of the stator current components in a rectangular coordinate system, I ^ one α ( t ) ,
Figure 00000007
I ^ one β ( t )
Figure 00000008
- calculated curves of the stator stator current components in a rectangular coordinate system.

На фиг. 4 приведены графики переходных процессов скорости, где ω(t) - экспериментальная кривая частоты вращения вала асинхронного электродвигателя, ω ^ ( t )

Figure 00000009
- расчетная кривая частоты вращения вала асинхронного электродвигателя.In FIG. 4 shows graphs of transient velocity processes, where ω (t) is the experimental curve of the shaft speed of an induction motor, ω ^ ( t )
Figure 00000009
- calculated curve of the rotational speed of the shaft of the induction motor.

В таблице 1 приведены параметры асинхронного электродвигателя, определенные по заявленному способу.Table 1 shows the parameters of an induction motor, determined by the claimed method.

Способ определения параметров асинхронного электродвигателя осуществлен с помощью устройства (фиг. 1), в котором датчики фазных токов 1 (ДТ1), 2 (ДТ2) и датчики фазных напряжений 3 (ДН1), 4 (ДН2) подключены к двум фазам питания асинхронного электродвигателя. Датчик частоты вращения вала асинхронного электродвигателя 5 (ДС) установлен на его валу. К датчикам токов 1 (ДТ1), 2 (ДТ2) и датчикам напряжения 3 (ДН1), 4 (ДН2) последовательно подключены преобразователь координат 6 (ПК), первый блок временной задержки 7 (БВ31), второй блок временной задержки 8 (БВ32), третий блок временной задержки 9 (БВ33), четвертый блок временной задержки 10 (БВ34), блок памяти 11 (БП), блок определения коэффициентов 12 (БОК), блок определения параметров 13 (БОП). К датчику частоты вращения вала 5 (ДС) подключены первый блок временной задержки 7 (БВ31) и блок памяти 11 (БП). Блок памяти 11 (БП) соединен с преобразователем координат 6 (ПК), первым блоком временной задержки 7 (БВ31), вторым блоком временной задержки 8 (БВ32), третьим блоком временной задержки 9 (БВ33). Управляющие входа блока памяти 11 (БП), блока определения коэффициентов 12 (БОК) и блока определения параметров асинхронного электродвигателя 13 (БОП) соединены с системой управления асинхронного электродвигателя (не показано на фиг. 1). Блок определения параметров асинхронного электродвигателя 13 (БОП) связан с ЭВМ (не показано на фиг. 1).The method for determining the parameters of an induction motor is carried out using a device (Fig. 1), in which the phase current sensors 1 (ДТ1), 2 (ДТ2) and phase voltage sensors 3 (ДН1), 4 (ДН2) are connected to two power phases of the asynchronous electric motor. The shaft speed sensor of the induction motor 5 (DC) is mounted on its shaft. To current sensors 1 (ДТ1), 2 (ДТ2) and voltage sensors 3 (ДН1), 4 (ДН2) coordinate converter 6 (PC), the first block of time delay 7 (BV31), the second block of time delay 8 (BV32) are connected in series , the third block of time delay 9 (BV33), the fourth block of time delay 10 (BV34), the memory block 11 (PSU), the block determining the coefficients 12 (SOC), the block determining the parameters 13 (BOP). The sensor of the rotational speed of the shaft 5 (DS) is connected to the first block of time delay 7 (BV31) and the memory unit 11 (PSU). The memory block 11 (BP) is connected to the coordinate converter 6 (PC), the first time delay block 7 (BV31), the second time delay block 8 (BV32), and the third time delay block 9 (BV33). The control inputs of the memory unit 11 (PSU), the coefficient determination unit 12 (SOC) and the parameter determination unit of the asynchronous electric motor 13 (BOP) are connected to the control system of the asynchronous electric motor (not shown in Fig. 1). The unit for determining the parameters of the induction motor 13 (BOP) is connected to a computer (not shown in Fig. 1).

В качестве датчиков фазных токов 1 (ДТ1), 2 (ДТ2) использованы датчики тока - промышленный прибор КЭИ-0,1, в качестве датчиков фазных напряжений 3 (ДН1), 4 (ДН2) - датчики напряжения LEM. В качестве датчика частоты вращения вала 5 (ДС) может быть использован тахогенератор. Преобразователь координат 6 (ПК), первый блок временной задержки 7 (БВ31), второй блок временной задержки 8 (БВ32), третий блок временной задержки 9 (БВ33), четвертый блок временной задержки 10 (БВ34), блок памяти 11 (БП), блок определения коэффициентов 12 (БОК), блок определения параметров 13 (БОП) и система управления асинхронным двигателем выполнены на базе микроконтроллера типа TMS320C28346 фирмы Texas Instruments.As sensors of phase currents 1 (ДТ1), 2 (ДТ2), current sensors - an industrial device KEI-0,1 were used, as sensors of phase voltages 3 (ДН1), 4 (ДН2) - voltage sensors LEM. As a sensor of the shaft rotation speed 5 (DS), a tachogenerator can be used. Coordinate Converter 6 (PC), the first block of time delay 7 (BV31), the second block of time delay 8 (BV32), the third block of time delay 9 (BV33), the fourth block of time delay 10 (BV34), memory block 11 (BP), coefficient determination unit 12 (BOK), parameter determination unit 13 (BOP), and an asynchronous motor control system are based on a TMS320C28346 microcontroller from Texas Instruments.

Для проверки работоспособности предложенного способа определения параметров асинхронного электродвигателя датчики фазных токов 1 (ДТ1), 2 (ДТ2) и датчики фазных напряжений 3 (ДН1), 4 (ДН2) подключили к двум фазам питания асинхронного электродвигателя (f=50 Гц, U=220 B, zp=2, ω0=157 рад/с). Датчик частоты вращения вала электродвигателя 5 (ДС) установили на валу асинхронного электродвигателя. В течение пуска и работы асинхронного электродвигателя одновременно измерили мгновенные величины токов и напряжений на двух фазах статора и частоту вращения вала электродвигателя. Мгновенные величины токов и напряжений передали в преобразователь координат 6 (ПК), где их преобразовали в мгновенные величины токов и напряжений в прямоугольной стационарной системе координат (фиг. 2). Мгновенные величины токов, напряжений в прямоугольной стационарной системе координат и частоты вращения вала асинхронного электродвигателя передали на блоки временной задержки 7 - 10 (БВ31 - БВ34), где последовательно выполнили четыре временные задержки мгновенных величин токов, напряжений в прямоугольной стационарной системе координат и частоты вращения вала двигателя на 500·10-6 секунд и получили текущие задержанные единожды, дважды, трижды и четырежды значения токов и напряжений в прямоугольной стационарной системе координат и частоты вращения вала асинхронного электродвигателя. Полученные текущие и задержанные единожды, дважды, трижды и четырежды мгновенные величины токов в прямоугольной стационарной системе координат I 1 α j

Figure 00000010
, I 1 α j 1 k
Figure 00000011
, I 1 α j 2 k
Figure 00000012
, I 1 α j 3 k
Figure 00000013
, I 1 α j 4 k
Figure 00000014
, I 1 β j
Figure 00000015
, I 1 β j 1 k
Figure 00000016
, I 1 β j 2 k
Figure 00000017
, I 1 β j 3 k
Figure 00000018
, I 1 β j 4 k
Figure 00000019
, напряжений в прямоугольной стационарной системе координат U 1 α j
Figure 00000020
, U 1 α j 1 k
Figure 00000021
, U 1 α j 2 k
Figure 00000022
, U 1 α j 3 k
Figure 00000023
, U 1 α j 4 k
Figure 00000024
, U 1 β j
Figure 00000025
, U 1 β j 1 k
Figure 00000026
, U 1 β j 2 k
Figure 00000027
, U 1 β j 3 k
Figure 00000028
, U 1 β j 4 k
Figure 00000029
и частоты вращения ωj, ωj-1k, ωj-2k, ωj-3k, ωj-4k передали в блок памяти 11 (БП).To test the operability of the proposed method for determining the parameters of an induction motor, phase current sensors 1 (ДТ1), 2 (ДТ2) and phase voltage sensors 3 (ДН1), 4 (ДН2) were connected to two phases of the asynchronous electric motor power supply (f = 50 Hz, U = 220 V, z p = 2, ω 0 = 157 rad / s). The rotational speed sensor of the shaft of the electric motor 5 (DS) was installed on the shaft of the asynchronous electric motor. During the start-up and operation of the induction motor, the instantaneous values of currents and voltages at two phases of the stator and the rotational speed of the motor shaft were simultaneously measured. The instantaneous values of currents and voltages were transferred to the coordinate transformer 6 (PC), where they were converted to instantaneous values of currents and voltages in a rectangular stationary coordinate system (Fig. 2). The instantaneous values of currents, voltages in a rectangular stationary coordinate system and the rotational speed of the induction motor shaft were transferred to time delay blocks 7-10 (BV31 - BV34), where four time delays of instantaneous values of currents, voltages in a rectangular stationary coordinate system and shaft rotation speed were sequentially performed engine 500 · 10 -6 seconds and the current received delayed once, twice, three times and four times the values of currents and voltages in a rectangular coordinate system and the fixed frequency ascheniya shaft of the induction motor. Received current and delayed once, twice, thrice and four times instantaneous values of currents in a rectangular stationary coordinate system I one α j
Figure 00000010
, I one α j - one k
Figure 00000011
, I one α j - 2 k
Figure 00000012
, I one α j - 3 k
Figure 00000013
, I one α j - four k
Figure 00000014
, I one β j
Figure 00000015
, I one β j - one k
Figure 00000016
, I one β j - 2 k
Figure 00000017
, I one β j - 3 k
Figure 00000018
, I one β j - four k
Figure 00000019
stresses in a rectangular stationary coordinate system U one α j
Figure 00000020
, U one α j - one k
Figure 00000021
, U one α j - 2 k
Figure 00000022
, U one α j - 3 k
Figure 00000023
, U one α j - four k
Figure 00000024
, U one β j
Figure 00000025
, U one β j - one k
Figure 00000026
, U one β j - 2 k
Figure 00000027
, U one β j - 3 k
Figure 00000028
, U one β j - four k
Figure 00000029
and rotation frequencies ω j , ω j-1k , ω j-2k , ω j-3k , ω j-4k were transferred to the memory unit 11 (PSU).

В момент включения в сеть асинхронного электродвигателя система управления подает на управляющий вход блока памяти 11 (БП) сигнал о пуске асинхронного электродвигателя, по этому сигналу в течение пуска и работы асинхронного электродвигателя с временной задержкой начали запись величин токов и напряжений в прямоугольной стационарной системе координат и частоты вращения вала асинхронного электродвигателя. Одновременно в момент включения в сеть асинхронного электродвигателя система управления подает сигнал на управляющие входы блока определения коэффициентов 12 (БОК) и блок определения параметров 13 (БОП). Передачу сигналов с блока памяти 11 (БП) на блок определения коэффициентов 12 (БОК) осуществили с временной задержкой, равной 500·10-6 секунд. В блоке определения коэффициентов 12 (БОК) происходит определение коэффициентов методом наименьших квадратов [Метод наименьших квадратов и основы математико-статической теории обработки наблюдений / Ю.В. Линник. - Государственное издательство физико-математической литературы, 1958. С. 152-157] из выражения:When the asynchronous electric motor is connected to the network, the control system sends a signal to start the asynchronous electric motor to the control input of memory unit 11 (PSU), using this signal, during the start-up and operation of the asynchronous electric motor with a time delay, the current and voltage values are recorded in a rectangular stationary coordinate system and shaft speed of an induction motor. At the same time, when the induction motor is connected to the network, the control system supplies a signal to the control inputs of the coefficient determination unit 12 (BOC) and the parameter determination unit 13 (BOP). The transmission of signals from the memory block 11 (PSU) to the block determining the coefficients 12 (SOC) was carried out with a time delay of 500 · 10 -6 seconds. In the block for determining the coefficients 12 (BOC), the coefficients are determined by the least squares method [Least squares method and the basis of the mathematical-static theory of processing observations / Yu.V. Linnik. - State publishing house of physical and mathematical literature, 1958. P. 152-157] from the expression:

Figure 00000030
Figure 00000030

где

Figure 00000031
Where
Figure 00000031

zp - число пар полюсов электродвигателя;z p - the number of pairs of poles of the motor;

[ K 1 K 2 K 3 K 4 K 5 ]

Figure 00000006
- вектор коэффициентов, необходимых для нахождения параметров асинхронного электродвигателя; [ K one K 2 K 3 K four K 5 ]
Figure 00000006
- the vector of coefficients necessary to find the parameters of the induction motor;

k - коэффициент временной задержки.k is the time delay coefficient.

Полученные коэффициенты К1, К2, К3, К4, К5 передали на блок определения параметров 13 (БОП), где определили активное сопротивление и эквивалентную индуктивность обмотки статора, приведенные к статору активное сопротивление и эквивалентную индуктивность обмотки ротора, и индуктивность, обусловленную магнитным потоком в воздушном зазоре асинхронного электродвигателя в реальном времени следующим образом:The obtained coefficients K 1 , K 2 , K 3 , K 4 , K 5 were transferred to the parameter determination unit 13 (BOP), where they determined the resistance and equivalent stator winding inductance, the stator resistance and equivalent rotor winding inductance, and inductance, due to magnetic flux in the air gap of an induction motor in real time as follows:

Figure 00000032
Figure 00000032

где R1 - активное сопротивление обмотки статора, Ом;where R 1 is the active resistance of the stator winding, Ohm;

R 2 '

Figure 00000002
- приведенное к статору активное сопротивление обмотки ротора, Ом; R 2 ''
Figure 00000002
- reduced to the stator resistance of the rotor winding, Ohm;

L1 - эквивалентная индуктивность обмотки статора, Гн;L 1 is the equivalent inductance of the stator winding, GN;

Lm - результирующая индуктивность, обусловленная магнитным потоком в воздушном зазоре асинхронного электродвигателя, Гн;L m - the resulting inductance due to the magnetic flux in the air gap of the induction motor, GN;

σ - коэффициент рассеяния ротора, о.е.;σ is the scattering coefficient of the rotor, p.u .;

T2 - постоянная времени ротора, с;T 2 - rotor time constant, s;

L2 - эквивалентная индуктивность обмотки ротора, Гн;L 2 - equivalent inductance of the rotor winding, GN;

К1, К2, К3, К4, К5 - коэффициенты, определенные методом наименьших квадратов.K 1 , K 2 , K 3 , K 4 , K 5 are the coefficients determined by the least square method.

Результаты определения параметров поступают на ЭВМ (таблица 1).The results of the determination of the parameters are received on the computer (table 1).

Проверку правильности определения параметров асинхронного электродвигателя осуществляли путем сравнения расчетных токов I ^ 1 α ( t ) ,

Figure 00000033
I ^ 1 β ( t )
Figure 00000034
и экспериментальных токов I(t), I(t) переходных процессов электродвигателя (фиг. 3) и сравнения расчетных кривых скорости ω ^ ( t )
Figure 00000035
и экспериментальных кривых скорости ω(t) переходных процессов электродвигателя (фиг. 4). Для расчета переходных процессов использовали математическую модель в стационарной системе координат [Проектирование и исследование автоматизированных электроприводов. Часть 8. Асинхронный частотно-регулируемый электропривод / Л.С. Удут, О.П. Мальцева, Н.В. Кояин. - Томск: Изд. ТПУ, 2000. - С. 21-25].Validation of the determination of the parameters of the induction motor was carried out by comparing the calculated currents I ^ one α ( t ) ,
Figure 00000033
I ^ one β ( t )
Figure 00000034
and experimental currents I (t), I (t) transients of the electric motor (Fig. 3) and comparing the calculated velocity curves ω ^ ( t )
Figure 00000035
and experimental velocity curves ω (t) of transients of the electric motor (Fig. 4). To calculate the transients, we used a mathematical model in a stationary coordinate system [Design and study of automated electric drives. Part 8. Asynchronous frequency-controlled electric drive / L.S. Udut, O.P. Maltseva, N.V. Koyain. - Tomsk: Ed. TPU, 2000. - S. 21-25].

После расчета переходных процессов токов в прямоугольной стационарной системе координат и частоты вращения вала асинхронного электродвигателя с идентифицированными параметрами были определены критерии соответствия, которые показали относительные отклонения оценок токов в прямоугольной стационарной системе координат статора σ=4,2%, σ=1,7% - относительные отклонения составляющих тока статора, и частоты вращения вала асинхронного электродвигателя - σω=0,6% - от экспериментальных значений. Из приведенного сравнения видно, что расчетные графики соответствуют экспериментальным, следовательно, погрешность определения параметров незначительна.After calculating the transients of the currents in a stationary rectangular coordinate system and the rotational speed of the induction motor shaft with the identified parameters, matching criteria were determined that showed the relative deviations of the current estimates in the rectangular stationary stator coordinate system σ = 4.2%, σ = 1.7 % - relative deviations of the components of the stator current, and the shaft speed of the induction motor - σ ω = 0.6% - from the experimental values. It can be seen from the comparison that the calculated graphs correspond to the experimental ones; therefore, the error in determining the parameters is insignificant.

Таблица 1Table 1 Активное сопротивление обмотки статора, R1, ОмActive resistance of stator winding, R 1 , Ohm Приведенное к статору активное сопротивление обмотки ротора, R 2 ' ,  Ом

Figure 00000036
The resistance of the rotor winding, brought to the stator, R 2 '' , Ohm
Figure 00000036
Эквивалентная индуктивность обмотки статора, L1, ГнEquivalent inductance of the stator winding, L 1 , GN Эквивалентная индуктивность обмотки ротора, L2, ГнEquivalent inductance of the rotor winding, L 2 , GN Результирующая индуктивность, обусловленная магнитным потоком в воздушном зазоре машины, Lm, ГнThe resulting inductance due to the magnetic flux in the air gap of the machine, L m , GN 0,0950,095 0,0670,067 0,026130,02613 0,026090,02609 0,026090,02609

Claims (2)

1. Способ определения параметров асинхронного электродвигателя, включающий измерение потребляемых асинхронным электродвигателем токов и напряжений, и определение сопротивления статора, постоянной времени ротора, коэффициента рассеяния ротора, приведенного к статору активного сопротивления ротора, отличающийся тем, что в течение пуска и работы асинхронного электродвигателя одновременно измеряют мгновенные величины токов и напряжений на двух фазах статора и частоту вращения вала асинхронного электродвигателя, измеренные мгновенные величины токов и напряжений преобразуют из естественной координатной системы в прямоугольную стационарную систему координат, последовательно выполняют четыре временные задержки преобразованных токов и напряжений и частоты вращения вала асинхронного электродвигателя, полученные значения запоминают и используют для определения активного сопротивления и эквивалентной индуктивности обмотки статора, приведенных к статору активного сопротивления и эквивалентной индуктивности обмотки ротора, и индуктивности, обусловленной магнитным потоком в воздушном зазоре электродвигателя в реальном времени следующим образом:
Figure 00000037

где R1 - активное сопротивление обмотки статора, Ом;
R 2 '
Figure 00000002
- приведенное к статору активное сопротивление обмотки ротора, Ом;
L1 - эквивалентная индуктивность обмотки статора, Гн;
Lm - результирующая индуктивность, обусловленная магнитным потоком в воздушном зазоре асинхронного электродвигателя, Гн;
σ - коэффициент рассеяния ротора, о.е.;
Т2 - постоянная времени ротора, с;
L2 - эквивалентная индуктивность обмотки ротора, Гн;
К1, К2, К3, К4, К5 - коэффициенты, определенные методом наименьших квадратов.
1. The method of determining the parameters of an induction motor, including measuring the currents and voltages consumed by the induction motor, and determining the stator resistance, rotor time constant, rotor scattering coefficient reduced to the rotor resistance stator, characterized in that during the start-up and operation of the induction motor they are simultaneously measured instantaneous values of currents and voltages on two phases of the stator and the frequency of rotation of the shaft of an induction motor, measured instantaneous the values of currents and voltages are converted from a natural coordinate system to a rectangular stationary coordinate system, four time delays of the converted currents and voltages and rotational speeds of the induction motor shaft are successively performed, the obtained values are stored and used to determine the active resistance and equivalent inductance of the stator winding, reduced to the stator of the active resistance and equivalent inductance of the rotor winding, and inductance due to magnetic flow in the air gap of the motor in real time as follows:
Figure 00000037

where R 1 is the active resistance of the stator winding, Ohm;
R 2 ''
Figure 00000002
- reduced to the stator resistance of the rotor winding, Ohm;
L 1 is the equivalent inductance of the stator winding, GN;
L m - the resulting inductance due to the magnetic flux in the air gap of the induction motor, GN;
σ is the scattering coefficient of the rotor, p.u .;
T 2 - the time constant of the rotor, s;
L 2 - equivalent inductance of the rotor winding, GN;
K 1 , K 2 , K 3 , K 4 , K 5 are the coefficients determined by the least square method.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что коэффициенты К1, К2, К3, К4, К5 определяют методом наименьших квадратов из выражения:
Figure 00000038

где
Figure 00000039

zp - число пар полюсов электродвигателя;
[ K 1 K 2 K 3 K 4 K 5 ]
Figure 00000006
- вектор коэффициентов, необходимых для нахождения параметров асинхронного электродвигателя;
k - коэффициент временной задержки.
2. The method according to p. 1, characterized in that the coefficients K 1 , K 2 , K 3 , K 4 , K 5 are determined by the least squares method from the expression:
Figure 00000038

Where
Figure 00000039

z p - the number of pairs of poles of the motor;
[ K one K 2 K 3 K four K 5 ]
Figure 00000006
- the vector of coefficients necessary to find the parameters of the induction motor;
k is the time delay coefficient.
RU2014129744/28A 2014-07-18 2014-07-18 Method of determination of parameters of induction motor RU2570363C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014129744/28A RU2570363C1 (en) 2014-07-18 2014-07-18 Method of determination of parameters of induction motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014129744/28A RU2570363C1 (en) 2014-07-18 2014-07-18 Method of determination of parameters of induction motor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2570363C1 true RU2570363C1 (en) 2015-12-10

Family

ID=54846564

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014129744/28A RU2570363C1 (en) 2014-07-18 2014-07-18 Method of determination of parameters of induction motor

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2570363C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2623834C1 (en) * 2016-02-09 2017-06-29 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" Method of determination of electromagnetic parameters of asynchronous electric motors
RU2705939C1 (en) * 2019-04-18 2019-11-12 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Method for determining parameters of a direct current motor
RU2785209C1 (en) * 2022-03-21 2022-12-05 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" (ФГАОУ ВО НИ ТПУ) Method for determining the electromagnetic parameters of a wound-rotor induction machine

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1539697A1 (en) * 1987-07-20 1990-01-30 Особое Конструкторское Бюро Линейных Электродвигателей С Опытным Производством Method of indirect determination of mechanical characteristic of induction motor
RU2143121C1 (en) * 1998-06-02 1999-12-20 Ульяновский государственный технический университет Method and device for determining induction motor characteristics
RU2178229C2 (en) * 1999-06-01 2002-01-10 Военный инженерно-технический университет Method for induction motor diagnostics
RU2229135C2 (en) * 1998-06-16 2004-05-20 М.Э.А. Мотор Инспекшн Лтд. Method and system to test functioning of rotary machines
GB2418993A (en) * 2004-10-09 2006-04-12 Siemens Ag A method for determining parameters of an induction motor
RU2391680C1 (en) * 2008-12-15 2010-06-10 Научно-производственное объединение "ЭЛСИБ" Открытое акционерное общество Method of determining asynchronous motor parametres and operational characteristics without interfacing with loading device

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1539697A1 (en) * 1987-07-20 1990-01-30 Особое Конструкторское Бюро Линейных Электродвигателей С Опытным Производством Method of indirect determination of mechanical characteristic of induction motor
RU2143121C1 (en) * 1998-06-02 1999-12-20 Ульяновский государственный технический университет Method and device for determining induction motor characteristics
RU2229135C2 (en) * 1998-06-16 2004-05-20 М.Э.А. Мотор Инспекшн Лтд. Method and system to test functioning of rotary machines
RU2178229C2 (en) * 1999-06-01 2002-01-10 Военный инженерно-технический университет Method for induction motor diagnostics
GB2418993A (en) * 2004-10-09 2006-04-12 Siemens Ag A method for determining parameters of an induction motor
RU2391680C1 (en) * 2008-12-15 2010-06-10 Научно-производственное объединение "ЭЛСИБ" Открытое акционерное общество Method of determining asynchronous motor parametres and operational characteristics without interfacing with loading device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2623834C1 (en) * 2016-02-09 2017-06-29 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" Method of determination of electromagnetic parameters of asynchronous electric motors
RU2705939C1 (en) * 2019-04-18 2019-11-12 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Method for determining parameters of a direct current motor
RU2785209C1 (en) * 2022-03-21 2022-12-05 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" (ФГАОУ ВО НИ ТПУ) Method for determining the electromagnetic parameters of a wound-rotor induction machine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kim et al. Sensorless control of PMSM in a high-speed region considering iron loss
CN103472394B (en) AC magnetoelectric machine mechanical characteristic test method
CN103472312B (en) Testing method for iron core loss of alternating-current permanent magnet motors
CA2905668C (en) Method and system for determining core losses in a permanent magnet synchronous motor
RU2570363C1 (en) Method of determination of parameters of induction motor
CN106602950B (en) Electric current loop decoupling control method and system based on complex vector
TW201710924A (en) Method for estimating parameters of the induction machine by the polynomial regression
RU2502079C1 (en) Method for determining parameters of asynchronous electric motor
Abdelaziz et al. Estimation of induction motor single-cage model parameters from manufacturer data
Caruso et al. Interior permanent magnet synchronous motors: Impact of the variability of the parameters on their efficiency
RU2391680C1 (en) Method of determining asynchronous motor parametres and operational characteristics without interfacing with loading device
Fan et al. Induction motor parameter identification based on T-model equivalent circuit
RU151954U1 (en) DEVICE FOR DETERMINING PARAMETERS OF ASYNCHRONOUS ELECTRIC MOTOR
EP2982998A1 (en) Test apparatus, test method and test system for variable speed controller
Makowski et al. Experimental verification of field-circuit model of a single-phase capacitor induction motor
Wciślik et al. Core losses model of switched reluctance motor
RU2564692C1 (en) Method for determining parameters of asynchronous electric motor
Popescu et al. Inverter-fed induction machines in traction applications—Extraction of equivalent circuit parameters from synchronous speed and locked rotor tests
Lin et al. Parameter estimation of induction machines under no-load test
RU159821U1 (en) DEVICE FOR DETERMINING PARAMETERS OF ASYNCHRONOUS ELECTRIC MOTOR
Fan et al. Iron Loss Evaluation of Permanent Magnet Synchronous Motor using FEM and hysteresis model combined method
RU2576330C1 (en) Alternating current electric drive
Ulatowski et al. Induction motor emulation for variable frequency drives testing
Kongsuk et al. Loss modeling of three-leg voltage source inverter fed asymmetrical two-phase induction motor
Slavov Adaptive observer of resistance in sensorless estimation of speed and position in brushless DC electric motor

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170719