基于遗传算法的感应电动机稳态模型参数辨识
罗鹏辉，刘梦亭
(吉林大学，广东珠海519041)
摘要：介绍了感应电动机传统的参数测试与识别方法，提出了基于遗传算法的感应电动机稳态模型参数辨识方法，利用实际所测的电动机电流和转速数据，结合感应电动机稳态模型电流特性方程，通过遗传算法进行曲线拟合得到电机稳态模型电流特性曲线及电机稳态模型各参数值。试验证明该设计参数辨识方法与传统测试方法相比，准确胜和精度都有较大的提高，进一步验证了该设计方法的可行性和有效性。
关键词：遗传算法；曲线拟合；感应电动机；参数辨识
中图分类号：tm346 文献标识码：a 文章编号：1ijil4—7018(2010)0l一0051—03
1传统的参数测试方法和存在的局限性
传统的感应电动机稳态模型t形等效电路参数测试方法是通过直流试验、空载试验和堵转试验[1]得到。感应电动机空载试验通过测量空载特性以确定电机机械损耗、铁损耗及励磁阻抗，在空载运行条件下，电机定子绕组接频率为额定值的三相对称电压，电机不带任何机械负载，以接近于同步速的转速空转，这时转子电流和转子铜耗都很小，扣除机械损耗之后可认为转子支路开路。感应电动机堵转试验(又称短路试验)通过测量堵转特性以确定短路阻抗，在堵转运行条件下，电机定子绕组仍接频率为额定值的三相对称电压，但电机在外力作用下停止转动，这时励磁支路的阻抗相对转子支路大得多，使转子电流和转子铜耗很大，而铁损耗很低，故可认为励磁支路开路。t形等效电路在空载和堵转两种特殊工作条件下可以得到简化，如图1所示。
传统的参数测试方法虽具有计算简单的优点，
但同时也存在一些局限性[2-4]:
(1)空载测试方法为简化测试电路而省略了转子回路，堵转测试方法为简化测试电路而省略了励露磁回路，这都是理想运行状况，实际上空载时转子回路总存在一定的损耗，而堵转时励磁回路也存在一定的损耗，因此空载测试和堵转测试方法必然存在一定的误差。
(2)实验证明，当电机的转差远大于实际运行时的转差时，转子的集肤效应严重，而堵转试验时电机的转差s=1，这样就会导致严重的集肤效应，使其二次绕组参数与实际运行时的二次绕组参数相比有明显偏差，测量参数出现误差。
(3)由于堵转试验常常降压进行，电机的励磁水平远低于实际运行时的励磁水平，这也导致了电机参数偏离实际运行时的参数。
2感应电动机的稳态等效电路模型和电流特性方程
当三相交流感应电动机的定子绕组接到三相对称的交流电源时，将在气隙中产生旋转磁场。根据磁通经过的途径和性质，磁通可分为主磁通和漏磁通两大类，如图2所示。主磁通是指同时与定、转子绕组交链，在气隙中以同步转速旋转的基波磁通。
由于这部分磁通同时交链定子、转子绕组，在定转子绕组产生感应电势，进行能量转换，故称其为主磁通。感应电动机的主磁通是旋转磁通，其磁密波沿气隙同周按正弦规律分布，且以同步转速旋转，其值的大小代表磁密波每半个波的磁通量。漏磁通是指仅与定f绕组或转子绕组一方交链的磁通。定子绕组的漏磁通分成三部分，一部分为槽漏磁通，另一部分为端部漏磁通，第三三部分为谐波漏磁通一槽漏磁通是指横穿定子槽的漏磁通；端部漏磁通是指与定子绕阻端部交链的漏磁通；谐波漏磁通是指气隙中除主磁通(基波磁通)外的谐波磁通，又称差漏磁  3基于遗传算法的感应电动机稳态模型参数拟合
设感应电动机稳态模型工作电流测量值为  其中n为实际测量感应电动机电流信号值的个数，i j(sk)为第j个电流信号在转差率为sk时的测量值，又设感应电动机电流值向量的实际值为置  其中ω表示测量噪声，假设测量噪声为白噪声，即满足标准正态分n(μσ2)；其方差σ取值为测量平均值的某个百分比。 |
