[发明专利]一种基于转差频率限制的异步电机控制方法

说明书

技术领域

本发明属于异步电机矢量控制领域，具体涉及一种基于转差频率限制的异步电机控制方法。

背景技术

变频器异步电机矢量控制根据是否带编码器分为闭环矢量控制和开环矢量控制。闭环矢量通过检测编码器信号直接获得电机转子的当前旋转速度，开环矢量通过电机的数学模型估算间接得到电机转子的当前旋转速度。

闭环矢量控制框图如图1所示，图1中：ω^*表示频率给定，ω表示经过编码器测得的电机输出频率，IT_REF表示速度环输出即转矩电流给定值，IT_FED表示转矩电流反馈值，IM_REF表示励磁电流给定值，IM_FED表示励磁电流反馈值，UT_REF表示转矩电流环输出即转矩电压给定值，UM_REF表示励磁电流环输出即励磁电压给定值，i_b和i_c表示变频器输出电流，i_sα和i_sβ表示输出电流i_b和i_c经过CLARKE变换后的电流。

将通过编码器测得的速度值作为速度反馈值，与速度给定值比较后进行PI处理得到转矩电流给定值，然后与转矩电流反馈值比较后经过PI处理得到转矩电压给定值，同时励磁电流给定值与励磁电流反馈值比较后经过PI处理得到励磁电压给定值，转矩电压给定值和励磁电压给定值通过调制计算和SVPWM处理，最终进行发波处理。

图1中，速度实际值通过编码器获得，一般不会有什么问题，但是转差是通过电机参数计算得到，如果电机参数不准，将会存在一定的偏差，这种偏差直接影响到同步速和矢量分解的角度，进而造成矢量分解的不彻底，对整个闭环控制算法产生不利的影响。

开环矢量控制框图与图1类似，区别在于速度反馈值是通过电机数学模型计算得到，而不是通过编码器检测获得。

开环矢量受电机参数的影响更大，不仅体现在转差计算上，还体现在速度估测上。开环矢量速度估测的效果取决于数学模型的好坏，传统的开环矢量测速采用电压模型的方式进行，但是电压模型存在自身的不足：首先电压模型依赖于电机参数，电机参数虽然可以依靠参数辨识自动识别，但在实际工作中受到温度和频率的影响，电机参数是动态变化的，电机参数的动态优化一直是变频器行业的一大难题，至今未能得到很好的解决；电压模型比较适合高频运行，极低频受到定子绕组压降和积分漂移的影响容易失效。如果速度估测值与实际值偏差较大，可能造成变频器过流失速，影响产品可靠性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对异步电机闭环矢量和开环矢量的控制性能均受电机参数影响较大的问题，提供一种基于转差频率限制的异步电机控制方法，有效提高抗干扰能力。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种基于转差频率限制的异步电机控制方法，其特征在于：它包括以下步骤：

在闭环矢量控制中，通过公式(1)计算转差频率，若计算得到的转差频率超过了额定转差频率的两倍，则利用公式(2)对转差频率进行限幅处理；

ωs=isTTrisM---(1),]]>

式中，ω_s为转差频率，T_r为转子时间常数，i_sT为转矩电流分量，i_sM表示励磁电流分量；

式中，T_em表示稳态电磁转矩，K_m为比例系数，为电机磁通量，R'_r表示转子电阻；通过调整稳态电磁转矩T_em控制转差频率ω_s；