异步电机的正序数据处理

摘 要：对于感应异步电机控制系统，电机工作环境复杂，采集系统多样，干扰多，原始数据的有效性差，参数辨识的准确性和简易性是非常关键的一个环节。本文建立在传统的异步电机试验上，利用电机自身的控制系统，得到了变频器所测量到的电流、电压，傅里叶变换后，从而来实现对电机参数的辨识。最终，根据辨识后得到的参数，利用Matlab/Simulink软件，进行了参数辨识与无速度传感器矢量控制系统的仿真。

关键词：异步电机；参数辨识；Matlab/Simulink仿真

1 异步电机模型

三相感应电机αβ坐标系与ABC坐标系之间的转换关系如式（1-1）

2 电压电流的正序变换

对于感应电机的参数估计，如果采用直接采集得到的瞬时电压电流来进行估算而不进行转换，会产生非常大的干扰。产生这种现象的原因是感应电机的固有不对称三相电源，因此如果直接估计会产生噪音。噪音会直接导致变换得到的电压和电流存在一定偏差。进一步分析可知，偏差的产生是因为电流电压存在负序，并且感应电机中的组件存在不平衡供电。

根据上文并且结合分析在线数据采集的实际情况可知，对于参数辨识系统而言，需要从测量出的三相电压电流数据中提取正序电压电流，从而提高参数辨识准确性。

设f（x）以2l为周期或只定义在[l，l]上，在[-l，l]可积。

则称式（2-1）为函数f（x）的傅里叶级数（以2l为周期），记作

根据傅里叶级数原理，首先利用傅里叶级数对采集的三相电流、电压进行处理，移除谐波干扰。式（2-4）为应用于正序变换的傅里叶级数公式

其中？棕e=2？仔fe，采样周期为Te=，其中fe本文中设为工频50Hz。可以得出电压的瞬时公式

（2-3）

在提取的电压、电流数字量中，是由正序分量，负序分量和零分量构成的。在参数辨识中只需要正序分量，所以，要进一步对电压电流进行处理，从而分离出来正序分量。

然后就可以计算得出正序电压、电流，我们就可以求出每一相的电压电流瞬时值。

同理，可推导出正序电流公式ia1，ib1，ic1。根据以上公式编写出提取正序电压电流的程序，对采集到的三相电压电流进行提取。

3 异步电机的正序实验

对50Hz电机频率采集得到的三相电压电流值如图3-1所示，正序电压电流提取结果如图3-2所示，对比分析一个采样周期内的正序电压电流可以发现，在经过正序变换后的采样电压电流更符合正弦规律，去除了一定的噪声干扰，有益于提高辨识的精度。

4 结论

经过了数据处理后，变得更有序，抑制了各种干扰源对电机相关数据的影响，提高了采集电压电流数据的有效性，减少了硬件采集设备对数据的干扰，提高了电机的检测与控制精度，正序变换后的采样电压电流更符合正弦规律。

参考文献

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作者简介：宫洵（1989，9-），男，黑龙江省哈尔滨人，中航动科哈尔滨燃机公司，助理工程师，工学学士。