[发明专利]一种基于MRAS的异步电机控制方法

说明书

本发明公开了一种基于MRAS的异步电机控制方法。该方法为：获取异步电机的三相定子电流和电压，依次通过Clark和Park变换生成转矩电流反馈量和励磁电流反馈；通过改进的MRAS获取转子角速度反馈量，与预设的转速差值通过速度控制器调节后输出转矩电流，将转矩电流与转矩电流反馈量的差值输入第一PI调节器后输出第一电压；将预设的励磁电流与励磁电流反馈量的差值输入第二PI调节器后输出第二电压；接着将第一、二电压经过Park逆变换，生成两相控制电压和，输入到SVPWM调制成PWM调制波；通过PWM调制波控制三相全桥逆变器开关器件，控制异步电机的运行。本发明提高了异步电机低速稳定性，并减小了电磁转矩波动。

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，特别是一种基于MRAS的异步电机控制方法。

背景技术

异步电动机又称感应电动机，是由气隙旋转磁场与转子绕组感应电流相互作用产生电磁转矩，从而实现机电能量转换为机械能量的交流电机，在工业、民用、军事等领域具有广泛的应用。

采用模型参考自适应系统(MRAS)进行转速估算具有方法简单、受电机参数影响小的优点，但MRAS中在采用电压模型来确定磁链时存在一定的缺陷，电压模型中需要积分初值，因此在实际控制系统中，就需要初始定位，初始位置无法确定进而引起直流偏置和积分饱和的问题，会对电机的动态特性造成影响，尤其在低速时对磁链的影响更加明显。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够提高异步电机低速稳定性，减小电磁转矩波动的基于MRAS的异步电机低速性能改善控制方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于MRAS的异步电机控制方法，包括以下步骤：

步骤1、获取检测到的异步电机的三相定子电流i_a、i_b、i_c和三相定子电压u_a、u_b、u_c，将i_a、i_b、i_c、u_a、u_b、u_c依次通过Clark和Park变换生成转矩电流反馈量i_q和励磁电流反馈i_d；

步骤2、通过改进的MRAS获取到转子角速度反馈量ω_r；

步骤3、将预设的转速与转子角速度反馈量ω_r的比较差值输入速度控制器进行调节，调节后输出转矩电流将转矩电流与转矩电流反馈量i_q的比较差值输入第一PI调节器后输出电压u_q；将预设的励磁电流与励磁电流反馈量i_d的比较差值输入第二PI调节器后输出电压u_d；

步骤4、将电压u_q、电压u_d经过Park逆变换，生成两相静止坐标系下的两相控制电压u_α和u_β；

步骤5、将两相控制电压u_α和u_β输入到SVPWM调制成PWM调制波；

步骤6、通过PWM调制波控制三相全桥逆变器开关器件，输出三相电压U_A、U_B、U_C，控制异步电机的运行。

进一步地，步骤2中所述的改进的MRAS，具体如下：

对于电压模型中的积分环节，在电压模型前引入高通滤波器，对磁链进行幅值和相位的补偿，消除对磁链观测的影响。

进一步地，步骤2中所述的改进的MRAS，在积分环节前加入高通滤波器，由两者串联成一个低通滤波器，表示为：