[发明专利]基于转差线性控制的异步电机调速方法

摘要

一种基于转差线性控制的异步电机调速方法，属异步电机调速方法。包括转速环、目标定子磁链矢量生成环节、空间矢量调制环节、定子磁链辨识环节、三相全桥逆变器、异步电机组成。在异步电机维持定子磁链幅值不变的情况下，通过直接线性的调节异步电机的转差来控制转矩。本发明结合了矢量控制对转矩线性调节和直接转矩控制直接调节转差、无电流环、无坐标变换的特点，实现简单，仅须辨识定子磁链，参数鲁棒性强，电流谐波小，转矩脉动小，磁链波动小，具有良好的调速性能。

主权项

1、一种基于转差线性控制的异步电机调速方法，其特征在于，包括转速环、目标定子磁链矢量生成环节、空间矢量调制环节、定子磁链辨识环节、三相全桥逆变器、异步电机。转速环将异步电机的给定转速N^*与异步电机实际转速N的差值进行比例和积分环节，然后再经过限幅环节得到电机瞬时转差角频率w_sl^*。其中异步电机的实际转速N由速度传感器得到；通过电机瞬时转差角频率w_sl^*、电机瞬时转速角频率w_r、异步电机的定子磁链给定幅值ψ^*来确定异步电机目标定子磁链矢量先将异步电机当前定子磁链矢量旋转θ＝w_r*T角度，其中w_r为系统瞬时转速角频率，得到异步电机零转差定子磁连矢量异步电机零转差定子磁连矢量的长度为给定定子磁链幅值ψ^*；再将异步电机零转差定子磁连矢量旋转δ＝w_sl*T角度得到异步电机目标定子磁链矢量异步电机目标定子磁链矢量的长度为异步电机定子磁链给定幅值ψ^*，其中异步电机瞬时转速角频率wr=2πpN60,]]>p为异步电机极对数，N为异步电机实际转速，T为中断周期时间；由异步电机目标定子磁链矢量与异步电机当前定子磁链矢量作矢量差得到定子磁链变化量其中异步电机当前定子磁链矢量的求取过程如下：(1)利用电压传感器获得三相全桥逆变器的直流母线电压U_dc，直流母线电压U_dc与三相全桥逆变器的占空比(D_A、D_B、D_C)组合计算得出异步电机在静止abc坐标下的三相相电压U_sa、U_sb、U_sc：usa=Udc3(2DA-DB-DC)usb=Udc3(2DB-DA-DC)usc=Udc3(2DC-DB-DA)---(1)]]>将异步电机在静止abc坐标下的三相相电压u_sa、u_sb、u_sc进行磁势不变的3/2变换，得到在异步电机在静止αβ坐标系下的定子电压u_sα、u_sβ：usα=Udc2(2DA-DB-DC)usβ=3Udc2(DB-DC)---(2)]]>(2)利用电流传感器检测得到异步电机在静止abc坐标下的三相相电流i_sa、i_sb、i_sc，进行磁势不变的3/2变换，得到异步电机在静止αβ坐标系下的定子电流i_sα、i_sβ：isα=Udc3(2isa-isb-isc)isβ=3Udc3(isb-isc)---(3)]]>(3)利用式(1)、式(3)计算得出的电压、电流求得电机在异步电机在静止αβ坐标系下的定子磁链：ψsα=∫(usα-Risα)dtψsβ=∫(usβ-Risβ)dt---(4)]]>再将式(4)经过αβ坐标到极坐标的变换求得异步电机当前定子磁链矢量的幅值和相角：ψk=ψα2+ψβ2]]>θk=arctanψβψα---(5)]]>将异步电机目标定子磁链矢量与异步电机当前定子磁链矢量作矢量差得到定子磁链变化量定子磁链变化量由空间矢量调制环节生成，将通过矢量合成可得：Δψ→=V3*t3+V4*t4---(6)]]>由V3和V4的作用时间t₃和t₄进一步求得三相全桥逆变器的占空比D_A、D_B、D_C：DA=0DB=t3+t4TDC=t4T---(7)]]>若Δψ→=V1*t1+V2*t2,]]>则DA=t1+t2TDB=t2TDC=0---(8)]]>若Δψ→=V2*t2+V3*t3,]]>则DA=t2TDB=t2+t3TDC=0---(9)]]>若Δψ→=V4*t4+V5*t5,]]>则DA=0DB=t4TDC=t4+t5T---(10)]]>若Δψ→=V5*t5+V6*t6,]]>则DA=t6TDB=0DC=t5+t6T---(11)]]>若Δψ→=V6*t6+V1*t1,]]>则DA=t6+t1TDB=0DC=t6T.---(12)]]>