[实用新型]一种异步电机矢量控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种异步电机矢量控制装置，特别涉及一种基于Buck-Boost矩阵变换器的异步电机矢量控制装置。

背景技术

变频调速目前已成为交流调速发展的主流，而作为其核心装置的变频器更是成为研究的重点。目前在交流传动领域采用的变频器主要为“交直交双PWM变流器”的结构形式，该结构虽具有网侧功率因数高、谐波含量小、可四象限运行等特点，但同时也由于其直流侧存在大容量滤波电容及输入输出侧存在滤波电抗器等而造成装置体积大、成本高、寿命短等不足，为变频器的推广应用带来了不利的影响。

发明内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种成本低、性能好的异步电机矢量控制装置。

本实用新型解决上述问题的技术方案是：一种异步电机矢量控制装置，包括整流模块、逆变模块、整流控制模块、逆变控制模块、矢量控制模块和转速检测模块，所述整流模块的输入端与网侧电压检测模块的输入端相连，网侧电压检测模块的输出端与整流控制模块的输入端相连，整流控制模块的输出端与整流模块相连，所述整流模块的输出端与逆变模块的输入端、直流电压检测模块的输入端相连，直流电压检测模块的输出端与逆变控制模块的输入端相连，逆变模块的输出端与异步电机、状态变量检测模块的输入端、输出电流检测模块的输入端、输出电压检测模块的输入端相连，状态变量检测模块的输出端与逆变控制模块相连，输出电流检测模块的输出端分别与逆变控制模块、矢量控制模块相连，输出电压检测模块的输出端与矢量控制模块相连，所述转速检测模块的输入端与异步电机相连，输出端与矢量控制模块相连，所述矢量控制模块与逆变控制模块、转速给定模块、参数设置模块相连。

本实用新型的技术效果在于：本实用新型具有原理简单、成本低、控制精度高、动态性能好的优点，可大大提高基于Buck-Boost矩阵变换器的异步电机矢量控制系统的可靠性。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图。

图2为本实用新型的Buck-Boost矩阵变换器拓扑结构。

图3为本实用新型中电容电压控制外环的原理框图。

图4为本实用新型中电感电流控制内环的原理框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

如图1所示，本实用新型包括整流模块、逆变模块、整流控制模块、逆变控制模块、矢量控制模块和转速检测模块，所述整流模块的输入端与网侧电压检测模块的输入端相连，网侧电压检测模块的输出端与整流控制模块的输入端相连，整流控制模块的输出端与整流模块相连，所述整流模块的输出端与逆变模块的输入端、直流电压检测模块的输入端相连，直流电压检测模块的输出端与逆变控制模块的输入端相连，逆变模块的输出端与异步电机、状态变量检测模块的输入端、输出电流检测模块的输入端、输出电压检测模块的输入端相连，状态变量检测模块的输出端与逆变控制模块相连，输出电流检测模块的输出端分别与逆变控制模块、矢量控制模块相连，输出电压检测模块的输出端与矢量控制模块相连，所述转速检测模块的输入端与异步电机相连，输出端与矢量控制模块相连，所述矢量控制模块与逆变控制模块、转速给定模块、参数设置模块相连。

参见图2，Buck-Boost矩阵变换器的逆变级是由三个结构相同的Buck-Boost DC/DC变换器构成，因而其控制系统将针对每相Buck-Boost DC/DC变换器构建一个单独的控制单元，每个控制单元又包括分别针对电容电压与电感电流的两个控制闭环。鉴于其中电容电压因与Buck-Boost矩阵变换器的输出电压直接相关联（电容电压的交流分量即为Buck-Boost矩阵变换器要求输出的交流电压），对其进行有效的控制可使Buck-Boost矩阵变换器的输出电压实现对其参考输入的准确跟踪，因而将其作为控制外环；而电感在Buck-Boost矩阵变换器中起中间能量传输作用，对其电流进行直接控制可有效提高系统的可靠性及动态性能，故将其作为控制内环；然而这两个控制闭环的控制对象都是Buck-Boost DC/DC变换器，只是对其中的两个状态变量分别进行闭环控制而已，且对这两个状态变量的控制都是通过改变变换器中功率开关的占空比（即导通时间）来实现；其控制关系在于，通过电容电压控制外环来确定电感电流的参考值，再通过电感电流控制内环改变占空比，从而达到使电容电压与电感电流均按其参考值变化，实现这两个状态变量对其参考值的准确跟踪。