[发明专利]变频与工频无缝切换控制方法、控制器、系统及存储介质

权利要求书

1.一种变频与工频无缝切换控制方法，用于异步电机变频启动与工频电源之间的无缝切换，其特征在于，包括：

控制逆变器来驱动异步电机运行至工频；

根据采集的电网电压和逆变器输出电压，分别计算电网电压幅值U_{m_g}和逆变器输出电压幅值U_m；并在转子磁场同步旋转坐标系下，分别计算电网电压q轴分量u_{q_g}和逆变器输出电压q轴分量u_q；

基于所述电网电压q轴分量以及逆变器输出电压q轴分量，计算电机转速给定值增量Δω^*_r，从而控制逆变器输出电压的相位；

基于所述电网电压幅值以及逆变器输出电压幅值，计算磁链给定值增量ΔΨ^*_r，从而控制逆变器输出电压的幅值；

实时计算电网电压q轴分量与逆变器输出电压q轴分量之间的误差err_uq，以及电网电压幅值以及逆变器输出电压幅值之间的误差err_um，当两个误差均小于门槛值且保持预设时间定值后，生成切换控制指令将异步电机切换至由工频电源驱动，同时控制逆变器停机；

全阶观测器根据电机电流和电压经过α,β变换后的i_sα,i_sβ、u_sα,u_sβ得到电机转速观测值磁链观测值Ψ_r，并根据转子磁链获得转子磁链的角度观测值θ_r；

电机主控制回路包括磁链控制器、转速控制器、电流控制器，PWM控制器和逆变器；

所述电机转速给定值增量Δω^*_r和磁链给定值增量ΔΨ^*_r，分别与电机转速给定值ω^*_r和磁链给定值Ψ^*_r叠加得到电机转速参考值ω^*_ref和磁链参考值Ψ^*_ref；

电机转速参考值ω^*_ref与转速观测值做差后依次经过转速控制器和电流控制器、磁链参考值Ψ^*_ref与磁链观测值Ψ_r做差后依次经过磁链控制器和电流控制器，再一起通过PWM控制器得到三相交流电压参考值用于逆变器控制。

2.如权利要求1所述的变频与工频无缝切换控制方法，其特征在于，所述计算电机转速给定值增量Δω^*_r采用如下公式：

其中，k_psyn1、k_isyn1为PI调节的比例、积分控制参数。

3.如权利要求1所述的变频与工频无缝切换控制方法，其特征在于，所述计算磁链给定值增量ΔΨ^*_r采用如下公式：

其中，k_psyn2、k_isyn2为PI调节的比例、积分控制参数。