異步電機的正序數(shù)據(jù)處理

宮洵+崔興艷

摘 要：對于感應(yīng)異步電機控制系統(tǒng)，電機工作環(huán)境復雜，采集系統(tǒng)多樣，干擾多，原始數(shù)據(jù)的有效性差，參數(shù)辨識的準確性和簡易性是非常關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)。本文建立在傳統(tǒng)的異步電機試驗上，利用電機自身的控制系統(tǒng)，得到了變頻器所測量到的電流、電壓，傅里葉變換后，從而來實現(xiàn)對電機參數(shù)的辨識。最終，根據(jù)辨識后得到的參數(shù)，利用Matlab/Simulink軟件，進行了參數(shù)辨識與無速度傳感器矢量控制系統(tǒng)的仿真。

關(guān)鍵詞：異步電機；參數(shù)辨識；Matlab/Simulink仿真

1 異步電機模型

三相感應(yīng)電機αβ坐標系與ABC坐標系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系如式（1-1）

2 電壓電流的正序變換

對于感應(yīng)電機的參數(shù)估計，如果采用直接采集得到的瞬時電壓電流來進行估算而不進行轉(zhuǎn)換，會產(chǎn)生非常大的干擾。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是感應(yīng)電機的固有不對稱三相電源，因此如果直接估計會產(chǎn)生噪音。噪音會直接導致變換得到的電壓和電流存在一定偏差。進一步分析可知，偏差的產(chǎn)生是因為電流電壓存在負序，并且感應(yīng)電機中的組件存在不平衡供電。

根據(jù)上文并且結(jié)合分析在線數(shù)據(jù)采集的實際情況可知，對于參數(shù)辨識系統(tǒng)而言，需要從測量出的三相電壓電流數(shù)據(jù)中提取正序電壓電流，從而提高參數(shù)辨識準確性。

設(shè)f（x）以2l為周期或只定義在[l，l]上，在[-l，l]可積。

則稱式（2-1）為函數(shù)f（x）的傅里葉級數(shù)（以2l為周期），記作

根據(jù)傅里葉級數(shù)原理，首先利用傅里葉級數(shù)對采集的三相電流、電壓進行處理，移除諧波干擾。式（2-4）為應(yīng)用于正序變換的傅里葉級數(shù)公式

其中？棕e=2？仔fe，采樣周期為Te=，其中fe本文中設(shè)為工頻50Hz?？梢缘贸鲭妷旱乃矔r公式

（2-3）

在提取的電壓、電流數(shù)字量中，是由正序分量，負序分量和零分量構(gòu)成的。在參數(shù)辨識中只需要正序分量，所以，要進一步對電壓電流進行處理，從而分離出來正序分量。

然后就可以計算得出正序電壓、電流，我們就可以求出每一相的電壓電流瞬時值。

同理，可推導出正序電流公式ia1，ib1，ic1。根據(jù)以上公式編寫出提取正序電壓電流的程序，對采集到的三相電壓電流進行提取。

3 異步電機的正序?qū)嶒?/p>

對50Hz電機頻率采集得到的三相電壓電流值如圖3-1所示，正序電壓電流提取結(jié)果如圖3-2所示，對比分析一個采樣周期內(nèi)的正序電壓電流可以發(fā)現(xiàn)，在經(jīng)過正序變換后的采樣電壓電流更符合正弦規(guī)律，去除了一定的噪聲干擾，有益于提高辨識的精度。

4 結(jié)論

經(jīng)過了數(shù)據(jù)處理后，變得更有序，抑制了各種干擾源對電機相關(guān)數(shù)據(jù)的影響，提高了采集電壓電流數(shù)據(jù)的有效性，減少了硬件采集設(shè)備對數(shù)據(jù)的干擾，提高了電機的檢測與控制精度，正序變換后的采樣電壓電流更符合正弦規(guī)律。

參考文獻

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作者簡介：宮洵（1989，9-），男，黑龍江省哈爾濱人，中航動科哈爾濱燃機公司，助理工程師，工學學士。