[发明专利]一种基于正交反馈双补偿方法的转子磁链的观测方法

说明书

技术领域

本发明属于属于异步电机领域，，涉及一种用于三相异步电机矢量控制用的磁链观测方法。

背景技术

在传统磁链观测电压模型中，由于在电压、电流信号采样及A/D转换等环节中的误差带来直流的偏置在积分运算后会引起饱和，造成观测结果漂移实际值。通常的在积分环节后对磁链引入高通滤波环节解决方法，在实现了对积分饱和抑制的同时，也带来了幅值和相位的误差，需要对结果进行补偿。常规补偿方法由于系数固定，只适用于在某一速度范围，且这个系数难以确定。采用本方法，根据磁链与反电动势矢量的正交程度，用非线性正交法动态进行误差补偿，解决了补偿量难以确定和过补偿或欠补偿的问题。交换了补偿与滤波顺序后的磁链观测器，即先对反电动势进行补偿，然后进行低通滤波的方法，在输入信号的频率突变时，磁链观测值能准确地跟踪其变化，在磁链跟踪的响应速度上获得了更好的效果。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，提出了一种基于正交反馈双补偿的转子磁链观测方法，以实现存在外部扰动误差带来的直流偏置时，以及由于负载需要电机电压、电流频率跳变时，磁链补偿量的准确确定和在宽速度范围内对观测值的快速跟踪。

本发明为解决上述技术问题的不足而采用的技术方案是：一种基于正交反馈双补偿方法的转子磁链的观测方法，

步骤一、信号的调理：从传感器采集来的三相电压、电流分量，经过检测电路，进行滤波处理，去除干扰的毛刺信号；

步骤二、从检电路出来的信号，进入DSP进行A/D转换，数字量化之后进行3s/2s变换，从三相静止体系转换到二相静止坐标系上；

步骤三、电压分量的补偿：对电压分量进行补偿，两相的电压需要经过补偿环节Ⅰ，对这个损失进行补偿，低通滤波的截止频率设为                                                ，定子电角频率设为，其补偿系数的计算公式为：，进行加幅值限制，即设定；

步骤四、低通滤波：将步骤三中进行过补偿的电压通入低通滤波，反电动势进入积分环节后再经过高通滤波环节，满足即，对磁链补偿系数的进行计算，由反电动势和未补偿的磁链输入来计算磁链补偿系数，；

步骤五、补偿量的计算：将步骤四得到的低通滤波后的信号通过K/P变换，将幅值与相位分离，对幅值进行补偿的同时，保持相位不变，之后再进行K/P逆变换；

步骤六、磁链补偿的输出：将步骤四中计算得到的补偿矢量和步骤五中计算得到的磁链矢量进行合成，并作为磁链反馈输入到控制器的磁链调节器中。

本发明有益效果为：在传统磁链观测电压模型中，由于在电压、电流信号采样及A/D转换等环节中的误差带来直流的偏置在积分运算后会引起饱和，造成观测结果漂移实际值。通常的在积分环节后对磁链引入高通滤波环节解决方法，在实现了对积分饱和抑制的同时，也带来了幅值和相位的误差，需要对结果进行补偿。常规补偿方法由于系数固定，只适用于在某一速度范围，且这个系数难以确定。采用本方法，根据磁链与反电动势矢量的正交程度，用非线性正交法动态进行误差补偿，解决了补偿量难以确定和过补偿或欠补偿的问题。交换了补偿与滤波顺序后的磁链观测器，即先对反电动势进行补偿，然后进行低通滤波的方法，在输入信号的频率突变时，磁链观测值能准确地跟踪其变化，在磁链跟踪的响应速度上获得了更好的效果。

附图说明

附图1为基于正交反馈双补偿方法的转子磁链观测器的系统框图。

附图 2 为本转子磁链观测器所应用到的电机矢量控制示意图。

图中，1、电压分量的补偿，2、低通滤波，3、磁链补偿系数计算，4、补偿量的计算，5、磁链补偿的输出。

具体实施方式

如图所示，一种基于正交反馈双补偿方法的转子磁链的观测方法，

步骤一、信号的调理：从传感器采集来的三相电压、电流分量，经过检测电路，进行滤波处理，去除干扰的毛刺信号；

步骤二、从检电路出来的信号，进入DSP进行A/D转换，数字量化之后进行3s/2s变换，从三相静止体系转换到二相静止坐标系上；

步骤三、电压分量的补偿：对电压分量进行补偿，两相的电压需要经过补偿环节Ⅰ，对这个损失进行补偿，低通滤波的截止频率设为，定子电角频率设为，其补偿系数的计算公式为：，进行加幅值限制，即设定；

步骤四、低通滤波：将步骤三中进行过补偿的电压通入低通滤波，反电动势进入积分环节后再经过高通滤波环节，满足即，对磁链补偿系数的进行计算，由反电动势和未补偿的磁链输入来计算磁链补偿系数，；