[发明专利]异步伺服多级大功率模块保护控制方法

说明书

本发明公开了异步伺服多级大功率模块保护控制方法，涉及伺服防护技术领域。本发明包括如下步骤：定义两相对静止坐标系、转子旋转坐标系和定子磁链坐标系；采用Clarke变换，将三相固定坐标系转换为两相静止坐标系；耦合两相静止坐标系建立SPMSM数学模型；分析SPMSM数学模型，对PMSM的运行状态进行调整。本发明通过耦合两相对静止坐标系、转子旋转坐标系和定子磁链坐标系搭建SPMSM数学模型，分析SPMSM数学模型，对相邻两个基本电压矢量作用时间的调控，合成任意的电压空间矢量，使用SVP‑WM输出逆变器控制信号，对PMSM的运行状态进行调整，提升了伺服电机工作效率不高和容错率，保护电机不易损坏。

技术领域

本发明属于伺服防护技术领域，特别是涉及异步伺服多级大功率模块保护控制方法。

背景技术

目前，伺服驱动器(servodrives)又称为“伺服控制器”、“伺服放大器”，是用来控制伺服电机的一种控制器，其作用类似于变频器作用于普通交流马达，属于伺服系统的一部分，主要应用于高精度的定位系统。一般是通过位置、速度和力矩三种方式对伺服电机进行控制，实现高精度的传动系统定位，目前是传动技术的高端产品。

现存的伺服驱动器应用的范围越来越广泛，传统的伺服驱动器功能受到很大的限制，主要表现在对运动物体位置、速度及加速度等变量方面，没有能进行有效控制，且没有能对电动机中存在高速受限，大功率受限和起动困难等问题进行解决，导致电动机的工作效率得不到提高。

现存的伺服驱动器应用的范围越来越广泛，传统的伺服驱动器功能受到很大的限制，主要表现在对运动物体位置、速度及加速度等变量方面，没有能进行有效控制，且没有能对电动机中存在高速受限，大功率受限和起动困难等问题进行解决，导致电动机的工作效率得不到提高。同时异步驱动器是一个高阶、高耦合的综合系统，要实现良好的调速系统性能就首先有一套完整的驱动控制系统。驱动控制系统结构精密复杂，一旦损坏只能一一排查元器件，十分麻烦。

发明内容

本发明的目的在于提供异步伺服多级大功率模块保护控制方法，通过耦合两相对静止坐标系、转子旋转坐标系和定子磁链坐标系搭建SPMSM数学模型，分析SPMSM数学模型，对相邻两个基本电压矢量作用时间的调控，合成任意的电压空间矢量，使用SVP-WM输出逆变器控制信号，对PMSM的运行状态进行调整，解决了现有的伺服电机工作效率不高，大功率受限、缺少保护的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为异步伺服多级大功率模块保护控制方法，包括如下步骤：

步骤S1：定义两相对静止坐标系、转子旋转坐标系和定子磁链坐标系；

步骤S2：采用Clarke变换，将三相固定坐标系转换为两相静止坐标系；

步骤S3：耦合两相静止坐标系建立SPMSM数学模型；

步骤S4：分析SPMSM数学模型，对相邻两个基本电压矢量作用时间的调控，合成任意的电压空间矢量；

步骤S5：改变定子磁链转动速度与方向实现转矩的动态控制；

步骤S6：根据磁链误差计算出相应的磁链误差，用电压空间矢量计算出相应的磁链误差；

步骤S7：使用SVP-WM输出逆变器控制信号，对PMSM的运行状态进行调整。

作为一种优选的技术方案，所述步骤S1中，两相对静止坐标系α-β、转子旋转坐标系d-p和定子磁链坐标系ψ_s选择坐标系x-y三个坐标系，将三个坐标系融合到同一坐标系内，电压方程为：