異步電機的正序數據處理

宮洵+崔興艷

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

關鍵詞：異步電機；參數辨識；Matlab/Simulink仿真

1 異步電機模型

三相感應電機αβ坐標系與ABC坐標系之間的轉換關系如式（1-1）

2 電壓電流的正序變換

對于感應電機的參數估計，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換，會產生非常大的干擾。產生這種現象的原因是感應電機的固有不對稱三相電源，因此如果直接估計會產生噪音。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，偏差的產生是因為電流電壓存在負序，并且感應電機中的組件存在不平衡供電。

根據上文并且結合分析在線數據采集的實際情況可知，對于參數辨識系統而言，需要從測量出的三相電壓電流數據中提取正序電壓電流，從而提高參數辨識準確性。

設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f（x）的傅里葉級數（以2l為周期），記作

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

其中？棕e=2？仔fe，采樣周期為Te=，其中fe本文中設為工頻50Hz。可以得出電壓的瞬時公式

（2-3）

在提取的電壓、電流數字量中，是由正序分量，負序分量和零分量構成的。在參數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 異步電機的正序實驗

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果如圖3-2所示，對比分析一個采樣周期內的正序電壓電流可以發現，在經過正序變換后的采樣電壓電流更符合正弦規律，去除了一定的噪聲干擾，有益于提高辨識的精度。

4 結論

經過了數據處理后，變得更有序，抑制了各種干擾源對電機相關數據的影響，提高了采集電壓電流數據的有效性，減少了硬件采集設備對數據的干擾，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。