基于双电阻辨识方法的感应电机暂态温度计算

感应电机的状态监测是其稳定可靠运行的关键,电机的运行温度是其一项重要的指标。为了评估感应电机的运行温度,提出一种基于双电阻辨识方法的感应电机暂态温度计算方法。首先,利用基于转子磁链的模型参考自适应对当前时刻电阻阻值进行修正。进而基于上述参数可以得到电机损耗,用于计算感应电机暂态温度。在此基础上,根据金属电阻与温度的近似线性关系,得到未修正的暂态电阻阻值。重复上述计算,可以实现对电机定转子侧温度的观测,理论分析与实验结果验证了所提方法的可行性与有效性。     

感应电机定子温度监测的一种新方法

定子绕组温度监测是电机安全运行的重要保障。文中比较了两种温度监测方法，提出了一种新的定子电阻估计方法，从而可以直接得到电机定子绕组的温度。感应电机稳态运行时，具有转子磁铁与电流矢量正交的特性。而由于定子电阻估计误差的存在，使得电压型磁铁观测器得到的磁铁与电流并不正交，由此可推导出实际的定子电阻。由于定子电阻直接反映其绕组温度，适用于各种运行工况，因此文中提出的定子温度监测方法可以作为电机过热保护的一种辅助措施。     

基于快速参数辨识的感应电机转子温度在线评估方法

工程实际中,如何快速准确监测感应电机转子温度对电气设备状态评估、故障预测和安全生产具有重要意义。但受运行条件限制,转子温度很难直接测得且通过间接评估方法也存在较大难度。针对这一问题,提出一种快速参数辨识的转子温度评估方法,利用转子槽谐波辨识得到转子转速,进而利用可模拟电机堵转运行的起动初始阶段的实测电参数求解得出转子电阻。将上述求解得到的转速与转子电阻,当作实时辨识转子电阻的扩展卡尔曼滤波法(EKF)所需初值,避免了初值求解迭代时间过长的问题,实现了快速在线辨识转子电阻。进而基于金属材料电阻值与温度之间的关系,求出转子实时变化温度数据。以1台22 kW感应电机为例,辨识了负载条件下的转子温度情况,验证了所提出方法的有效性与可行性。     

基于滤波算法的感应电动机参数离线辨识

感应电机的参数辨识是电机控制领域的一个重要课题,获取高质量的电机参数是构建控制系统数学模型、实现电机最优控制的重要前提。在对感应电机的等效电路进行再分析后,抓住感应电机自身电流滞后的特点,在传统电机参数辨识方法的基础上,分别进行了改进的单相交流实验、直流实验和三相交流实验,通过滤波计算,依次获取电机定子电阻、定子电感、定转子互感和转子电阻,并通过Matlab仿真和实验,验证了该离线辨识技术的准确性。     

无滑环绕线转子感应电动机的实际应用

针对传统绕线转子感应电动机由于转子回路串接电阻的起动模式所带来的一系列技术问题,本文提出转子回路无滑环碳刷不串接电阻的变极谐波起动方案。该方案针对大型绕线转子电机的特点,提出一种实现谐波起动的定子绕组新接法,该方法引进了"全绕组起动"的概念构造。正常运行时又可换接为标准绕组,转子绕组则采用"无感"的概念和复合线圈技术,新型绕线转子电机同样具有高起动转矩、低起动电流。同时它还具有高可靠性、高功率因数、高效率、高过载能力、低转差损耗的特点,节能效果明显。     

基于变频控制系统的电机温度检测

电机过热保护是很多家用电器设计者需要面对的一个问题,大多数工程师会通过在电机上增加硬件的断路开关或者温度检测装置来实现对电机的保护。但这样不仅增加了系统成本,而且也会降低电机本体的可靠性。本文通过软件来实现电机温度的检测,并实现对电机的保护。由于电机定子线圈电阻与线圈温度的对应关系,所以在三相电机的变频控制过程中加入应用软件算法来实现对定子线圈电阻的测量,然后根据电阻计算得到电机温度,根据测量的电机温度来实现对电机过温的保护。另外,本算法还加入了电机温度校正功能,从而取消了由于不同电机之间参数差异而引起的温度测量误差。经过验证,该算法测量的电机温度精度高,完全可以满足对电机的过温保护。     

考虑铁耗电阻的感应电机参数在线辨识技术

传统感应电机高性能控制方案中,电机模型忽略了电机铁耗的影响,与实际物理模型有一定的偏差。基于包含铁耗等效电阻的感应电机模型,建立新的励磁电流计算方法,对电流和电压信号进行高精度的采样和离散处理,并对电机模型进行数学推导,得到基于递推最小二乘法(RLS)的辨识模型,实现了对铁耗电阻、转子电阻等重要电机参数的在线辨识。建立了MATLAB仿真模型,对参数辨识算法进行验证。仿真试验结果表明:所提方法可以在不同工况下实现较高精度的辨识,并可以快速地跟随待辨识参数的变化,为感应电机高性能控制奠定了基础。     

长电缆供电大功率感应电机定子电阻鲁棒磁链观测方法

在长电缆供电的感应电机驱动系统中,由于控制器与电机距离过远,通常采用无速度传感器的控制方式。长电缆增大了感应电机的定子侧阻抗,尤其是数量级地增大了等效定子电阻,使定子电阻的温漂对磁链观测的影响增大,降低了磁链观测器的性能。针对长电缆供电的感应电机驱动系统,提出了一种定子电阻强鲁棒的磁链观测方法。该方法对传统的混合模型磁链观测器进行改进,采用一种对定子电阻完全鲁棒的模型参考自适应速度观测器获知转速,同步使用电流模型计算转子磁链,并使用此磁链计算过程代替原有的电流模型。该磁链计算过程对定子电阻完全鲁棒,因而提高了观测器对定子电阻的鲁棒性。硬件在环测试结果验证了该方法的可行性和有效性。     

热继电器与微型温控器对电机的保护

保护电动机的根本目的是防止电机绕组温度超过允许温度而造成的绝缘老化、破坏,甚至烧毁。众所周知,绕组温度超过允许温度是由于过载、堵转等故障引起电流变大而造成的。所以,传统的。也即现行的保护电机的方式是以电机的电流为信号,当其超过额定值一定倍数时,就在一定的时间范围内将电机的电源切断,以达到电机绕组不受损伤的目的。以电流为信号的保护电机的装置一般安装在电机的外部,叫“外式”;另一类保护方式,是将保护装置埋没在电机内部,叫“内式”,它一般以电机绕组温度为信号,     

感应电动机断相烧毁的机理及应采取的保护措施

本文给出感应电机断相烧毁的机理，断相保护的基本定义，电机过载与电机使用寿命的关系，反时限特性对电机断相保护的缺陷，和断相保护应采取的有效措施。     

基于无感线圈应用于电机在线检测和监控的探究

PT100和热电偶广泛用于在线实时检测电机工作时的绕组温度,但其可靠性和准确性对实验环境较为敏感,相关测温示值易出现波动。目前市场有设备能准确在线检测电机绕组电阻,但使用不方便而且价格昂贵。文中采用无感线圈能够可靠地、准确地测量出GB/T1032-2012和GB/T22670-2018标准的电机热试验停机零秒的温度,从而能准确计算出电机温升值。在线监控方面也相对传统的测温具有更可靠和更精准的优点,并通过自动控制实现对电机过温保护。     

Online tuning method of stator and rotor resistances in both motoring and regenerating operations for vector‐controlled induction machines

The vector control of induction motors is widely used. This method needs accurate motor parameter but the stator and rotor resistance vary due to motor temperature variation. If the value of resistance in the controller can be set up accurately at first, there must be a difference between the reference and real value of torque because of drift of the resistance. It is necessary to adapt the resistance value. The indirect field‐oriented control of an induction motor requires the value of rotor resistance only, but the direct field‐oriented control method with rotor flux observer requires the value of not only rotor resistance but also stator resistance in the controller. Consequently, it is necessary to adapt both stator resistance and rotor resistance. A parameter adaptation scheme has previously been proposed for the direct field‐oriented control method with rotor flux observer, but this method cannot be used when the motor is in regenerating operation. In this paper, a new stator and rotor resistance adaptation scheme is proposed, which can be applied when the motor is in regenerating operation. The usefulness of the proposed adaptation scheme is confirmed by simulation. © 2001 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 135(1): 56–64, 2001     

基于5G通信的智能分布式配电保护技术研究与应用

配电网供电可靠性的提升依赖于完善的继电保护技术,介绍了一种基于5G无线通信的配电网快速故障隔离技术,利用5G通信大带宽、高可靠、低延时的特点,突破了光纤通信对传统配电网快速故障隔离技术的限制,为智能分布式配电保护技术得以应用在更多的场合提供了新方向。为了解决常规GOOSE报文无法在5G网络中传输的问题,提出了将R-GOOSE协议应用于智能分布式配电保护的方法,并对该方式下5G带宽及流量问题做了探讨。最后通过试点工程应用,对通信性能、保护功能进行了验证,证明了整体方案的有效性和适用性。     

A DC Signal Injection-Based Thermal Protection Scheme for Soft-Starter-Connected Induction Motors

This paper proposes a remote and sensorless thermal protection scheme for soft-starter-connected induction motors. A dc signal injection-based method is used to estimate the stator winding resistance and, thus, the stator winding temperature. Based on continuous monitoring of the stator winding temperature, a thermal condition monitoring and protection scheme is proposed using only the motor's input voltages, currents, motor nameplate information, and the ambient temperature. An adaptive Kalman filter is designed to reduce the stator winding temperature estimation error. In addition, the influence of the cable resistance was investigated, and a compensation method is suggested to improve the accuracy of the estimated temperature. The requirements of the data acquisition system, such as sampling frequency and analog-to-digital conversion resolution, and their affects on the accuracy of the estimated temperature are also discussed in detail. The proposed thermal monitoring scheme has been validated from the experimental results of a 7.5-hp TEFC induction motor under various load conditions. The importance of this new thermal monitoring scheme lies in its remote and sensorless nature.     

过载保护继电器的智能化设计

在研究了过载保护继电器保护原理的基础上,以PIC16F877单片机为核心部件,从硬件、软件两方面对过载保护继电器进行了智能化设计。同时,考虑到过载保护继电器的工作环境,采用隔离、神经网络滤波等措施进行了抗干扰设计,从而能够可靠实现电动机故障的自动诊断、智能控制、保护及远程串行通信等功能。     

电子式过载保护继电器的研究

详细介绍了一种智能化电子式过载保护继电器。该过载保护继电器以电流幅值、正序分量、负序分量、零序分量及电压幅值的不同排列组合作为电动机的保护判据,以PIC16F877单片机作为核心部件,具有过载、断相、短路等多种故障自动诊断及串行通信等功能,从而达到了电动机保护智能化的要求。     

累加定子电流的微机型电动机过负荷保护新方案

在分析电动机传统的反时限过负荷保护的基础上，提出一种基于解微分方程的过负荷保护新方案。这一微分方程是描述电动机定子绕组的发热模型，它能真实地反映其过负荷时的温升特性。微分方程求解的结果是一个累加定子电流的递推公式，该递推公式用作新的保护判据，为实现这一保护新方案，文中给出了用于微处理机的程序框图。     

动态过载长延时保护数学模型

研究分别适用于不同对象的过载保护模型,可以提高过载保护的有效性。对目前智能断路器常用的过载长延时保护特性的数学模型进行了分析,以温升为变量,采用求解热平衡方程的方法,建立了动态过载保护数学模型,得出新的过载保护判据,并讨论了过载长延时测量相对误差与电流相对误差的关系。此保护模型与常用反时限保护特性相比较,更符合负载的实际运行规律。