[发明专利]交交变频同步电机阻尼磁链定向控制用阻尼磁链观测器

说明书

本发明涉及一种交交变频同步电机阻尼磁链定向控制用阻尼磁链观测器，属电机传动控制领域。

随着电力电子学、微电子技术及现代控制理论的发展，电气传动技术发展迅速，其中交交变频同步电机调速是一种较理想的传动方式。从1981年德国西门子公司研制成功第一台4000KW交交变频同步电机调速系统以来，世界上已有百余套这类系统运行。其控制方法大都为定子磁链或气隙磁链定向控制法。在对系统调试时，国外电气公司都借助电机模拟器对该系统进行调试。由于电机模拟器能给出电机的定子或气隙磁链，在系统调试过程中，可以作为反馈量直接应用。这就为调节整个控制系统的工程参数提供了依据。在整个系统各环节都调试完毕后，最后调整电压模型磁链观测器Mu单元。这就是说，只要调整Mu单元的参数，使其输出与电机模拟器输出的定子或气隙磁链波形一致，即完成了磁链砚测器调整的全过程。

但是，电机模拟器是一项国外电气公司的制造专利技术，该仪器具有40多块控制插件板，结构复杂，价格昂贵。此外电机模拟器是模拟电子电路构成的简化电机模型，采用了50多个模拟乘法器，模拟电子放大器的漂移、乘法器的运算精度，以及电机设计参数本身的误差等诸因素，使模拟器与实际电机之间存在很大的差别。由电机模拟器调整的调速系统不可能获得较高的控制精度和传动性能，并且调试时费时间。

本发明的目的是设计一种用于交交变频同步电机阻尼磁链定向矢量控制用的阻尼磁链观测器，使控制系统中不需要复杂的电机模拟器，并实现在线调试。采用阻尼磁链观测器观测磁链，使调试装置结构简单、观测精度高，不受电机参数变化的影响。

本发明的内容是：一种交交变频同步电机阻尼磁链定向控制用阻尼磁链观测器，由以下各部分组成：    

(1)用于将来自同步电机定子的三相电流i_A、i_B、i_C和三相电压u_A、u_B、u_C变换为α、β坐标分量，以得到i_sα、i_sβ和u_sα、u_sβ的2/3坐标变换器；

(2)用于将i_sα、i_sβ作定子电阻比例系数放大，以得到i_sαk_r、和i_sβK_r的定子电阻比例器；

(3)用于将定子电压α、β分量u_sα、u_sβ分别减去定子电阻比例器输出的i_sαk_r、i_sβK_r，以得到u_sα-k_ri_sα、u_sβ-k_ri_sβ的减法器；

(4)用于对u_sα-k_ri_sα、u_sβ-k_ri_sβ作积分运算以得到∫(u_sα-k_ri_sα)dT和∫(u_sβ-k_ri_sβ)dT的积分器；

(5)用于将同步电机的定子绕组漏感系数L_s1和纵轴阻尼绕组漏感系数L_Dd1的和与定子电流α、β坐标分量i_sα、i_sβ相乘，以得到(L_s1+L_Dd1)i_sα、(L_s1+L_Dd1)i_sβ的漏感比例器；

(6)用于将转子励磁电流i_f与纵轴阻尼绕组漏感系数L_Dd1相乘，以得到L_Dd1i_f的转子漏磁电流比例器；

(7)用于将来自同步电机转子d轴与定子A相绕组轴线之间的夹角γ的位置系数Sinγ和Cosγ与L_Dd1i_f相乘，以得到L_Dd1i_fCosγ和L_Dd1i_fsinγ的乘法器；