[发明专利]具有转子电阻鲁棒性的感应电机矢量控制系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种感应电机转子磁场定向控制系统及方法，具体涉及一种具有转子电阻鲁棒性的感应电机矢量控制系统及方法。

背景技术

感应电机由于其坚固耐用、维护量小等优点被广泛应用于各种领域，产生了很好的社会效益和经济效益。现代感应电机控制大多采用磁场定向控制。磁场定向控制包括转子磁场定向控制、定子磁场定向控制和气隙磁场定向控制。它实现了定子电流的励磁分量和转矩分量的解耦，从而提高了感应电机的动态响应和交流传动系统的性能。其中实现感应电机转子磁场定向控制的前提是实现转子磁场的准确定向，这需要准确计算感应电机的参数。感应电机转子磁场定向控制系统中电机参数一般采用通过参数整定获得。而感应电机在运行过程中，它的参数由于受到温度、磁场饱和等因素的影响会发生很大的变化，其中转子电阻的变化最大，这严重的影响了转子磁场定向控制的性能。

实用新型内容

本发明要解决的技术问题是提供一种具有转子电阻鲁棒性的感应电机矢量控制系统及方法，可以校准转子磁场定向，从而消除在运行过程中转子电阻变化对转子磁场定向控制性能的影响。

为解决上述技术问题，本发明提供一种具有转子电阻鲁棒性的感应电机矢量控制系统，包括：比较器，转速调节器，转矩电流计算器，转矩电流调节器，Park反变换器，空间矢量PWM逆变器，感应电机，磁链发生器，励磁电流调节器，Clarke变换器，Park变换器，转差角速度计算器，相位角计算器，无功功率修正器，无功功率调节器，转速测量器。

转速调节器和转矩电流计算器相连，转矩电流计算器输出端和Park变换器输出端通过比较器与转矩电流调节器和Park反变换器相连；

磁链发生器与转矩电流计算器和转差角速度计算器相连，并且磁链发生器输出端和Park变换器输出端通过比较器与励磁电流调节器和Park反变换器相连；

Park反变换器通过空间矢量PWM逆变器与感应电机相连；

在空间矢量PWM逆变器和感应电机之间接入Clarke变换器，且Clarke变换器和Park变换器相连；

感应电机通过转速测量器与转速调节器输入端的比较器相连；

转差角速度计算器输出端和转速测量器输出端通过比较器与相位角计算器相连；

磁链发生器通过无功功率修正器与无功功率调节器相连，无功功率调节器输出端和相位角计算器输出端通过比较器与Park变换器和Park反变换器相连。

上述的具有转子电阻鲁棒性的感应电机矢量控制系统中，磁链发生器包括函数发生器和励磁电流计算器。函数发生器与转速测量器相连，函数发生器输出端分别与转差角速度计算器和励磁电流计算器相连，励磁电流计算器与转矩电流计算器和无功功率修正器相连，并且励磁电流计算器输出端和Park变换器输出端通过励磁电流调节器与Park反变换器相连。

上述的具有转子电阻鲁棒性的感应电机矢量控制系统中，无功功率修正器包括给定无功功率计算器和反馈无功功率计算器。给定无功功率计算器与磁链发生器相连，反馈无功功率计算器与转速测量器相连，给定无功功率计算器输出端与反馈无功功率计算器输出端通过比较器与无功功率调节器相连。

本发明还提供了一种具有转子位置角无功功率修正的感应电机转子磁场定向控制方法，包括：

通过转速测量器测量转子电角速度ω_r；

通过电流传感器得到A相电流i_a和B相电流i_b；

将A相电流i_a和B相电流i_b通过Clarke变换和Park变换得到d、q轴反馈电流i_sd和i_sq；

将给定转子电角速度与转子电角速度ω_r的差值进行比例积分转速调节运算得到给定转矩

将转子电角速度ω_r通过磁链发生器得到转子磁链ψ_r和d轴给定电流

利用给定转矩和d轴给定电流计算得到q轴给定电流