[发明专利]一种三相感应电机无传感器矢量控制的转子磁链估算方法

说明书

本发明公开了一种三相感应电机无传感器矢量控制的转子磁链估算方法，涉及电力电子技术领域。该方法包括：计算静止坐标系下的α轴定子反电动势；通过定子反电动势得到电压模型下的转子磁链；计算得到旋转坐标系下的电流定子磁链，由旋转坐标系下的电流定子磁链得到电流模型下的转子磁链；将电压模型下的转子磁链和电流模型下的转子磁链相加，计算得到静止坐标系下α轴转子磁链；采用同样方式计算得到静止坐标系下β轴转子磁链；由静止坐标系下α轴转子磁链和静止坐标系下β轴转子磁链得到转子磁链相位和幅值。该方法能够简化计算，从物理上更加明确的理解转子磁链计算原理，能够准确辨识转子磁链，而且低速时动态性能良好。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，具体涉及一种三相感应电机无传感器矢量控制的转子磁链估算方法。

背景技术

异步电机的无传感器矢量控制技术在工业生产中应用广泛。为了实现高性能异步电动机矢量控制，必需解决转子磁链的准确估计。如果转子磁链的估计不准确，将会影响转子磁场定向控制系统的转矩和磁通的解耦控制将无法实现。因此，转子磁链估计模型的选择非常重要。常用的磁链估计方法有很多种，常用的磁通估计方法有两种，分别为电压模型、电流模型。电压模型简单，算法方程不包含转子电阻，但是这种无传感器控制的方法很难在非常低的频率(包括零速度)的情况下运行，往往会降低估计信号的准确性。电流模型因为涉及纯积分项的使用，所以观察到的数值是渐近收敛，这是一个很大的优势。但在高速范围内，电流模型工作不如电压模型稳定。

发明内容

为了解决上述提出的问题，本发明公开了一种三相感应电机无传感器矢量控制的转子磁链估算方法。该方法是一种针对三相感应电机的无传感器矢量控制的磁链估算方法，提出了结合了电流模型和电压模型，先计算出定子磁通，然后在计算出转子磁通，简化了传统电压模型中的微分计算。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种三相感应电机无传感器矢量控制的转子磁链估算方法，所述方法结合电流模型和电压模型，先计算出定子磁通，然后在计算转子磁通，所述方法包括以下步骤：

(1)计算静止坐标系下的α轴和β轴的定子反电动势；

(2)通过α轴定子反电动势得到电压模型下的α轴转子磁链；

(3)通过β轴定子反电动势得到电压模型下的β轴转子磁链；

(4)计算得到旋转坐标系下的电流定子磁链，由旋转坐标系下的电流定子磁链得到电流模型下的α轴转子磁链和β轴转子磁链；

(5)将电压模型下的α轴转子磁链和电流模型下的α轴转子磁链相加，计算得到静止坐标系下的α轴转子磁链ψ_rα；

(6)由电压模型下的β轴转子磁链和电流模型下的β轴转子磁链相加，计算得到静止坐标系下的β轴转子磁链ψ_rβ；

(7)由静止坐标系下α轴转子磁链ψ_rα和静止坐标系下β轴转子磁链ψ_rβ得到转子磁链相位和幅值。

进一步的，所述步骤(1)具体为：

由以下三相交流感应电机定子电压方程

得到静止坐标系下α轴和β轴的定子反电动势，如公式：

其中，u_sa，u_sβ分别为静止坐标系下的α轴和β轴定子电压；

i_sa，i_sβ分别为静止坐标系下的α轴和β轴定子电流；

R_s为定子电阻。