[发明专利]基于级联高压变频器无速度传感器矢量控制方法

摘要

本发明公开了一种基于级联高压变频器无速度传感器矢量控制方法，其特征在于，包括以下步骤：1）建立转子磁链电压模型；2)建立转子磁链电流模型；3)转速辨识，以步骤2）中两相旋转坐标系下的转子磁链电流模型为可调模型，以步骤1）中的转子磁链电压模型为参考模型，利用模型参考自适应系统，采用Popov超稳定理论得到转速辨识模型；4）通过速度、电流双闭环控制得到三相正弦电压参考信号、和；5）将三相正弦电压参考信号、和送往移相式SPWM分配板，利用移相SPWM控制方法对级联功率单元进行控制，控制电机转速。采用本发明的方法，在电机轴上无需安装速度传感器，避免了安装速度编码器所带来的弊端，并且能较好地估计电机的磁链及转速。

主权项

1.一种基于级联高压变频器无速度传感器矢量控制方法，其特征在于，包括以下步骤：1)建立转子磁链电压模型：异步电动机在两相α、β静止坐标系上的转子磁链电压模型方程为：ψrα=LrLm[∫(usα-Rsisα)dt-σLsisα]ψrβ=LrLm[∫(usβ-Rsisβ)dt-σLsisβ]]]>其中：ψ_rα为转子磁链在α轴上的磁链分量，ψ_rβ为转子磁链在β轴上的磁链分量；R_s为定子电阻；R_r为转子电阻；L_m为互感；L_s为定子每相绕组的等效自感、L_r为转子每相绕组的等效自感；u_sα、u_sβ为定子电压在α、β轴上的电压分量；i_sα、i_sβ为定子电流在α、β轴上的电流分量，σ为漏磁系数。2)建立转子磁链电流模型：在两相旋转坐标系M-T坐标系下有：ψr=LmTrp+1iSM]]>ωs=LmTrψriST]]>转子磁链旋转角速度：ω＝ω_r+ω_s转子磁链位置：式中：T_r为转子励磁时间常数T_r＝L_r/R_r；ω_r为转子角速度；ω_s-转差角频率；ψ_r为转子总磁链；i_SM、i_ST为定子电流在M-T坐标系下M轴、T轴的电流分量；p为微分算子；3)转速辨识：以步骤2)中两相旋转坐标系下的转子磁链电流模型为可调模型，以步骤1)中的转子磁链电压模型为参考模型，采用Popov超稳定理论得到转速辨识模型，转子角速度辨识公式如下：ω^r=(kp+ki1S)ϵw]]>其中：为辨识转速；kp为比例系数；k_i为积分系数；θ为电压磁链模型计算的转子磁链角度；为电流模型计算的转子磁链角度，S为积分算子；4)将步骤3)中转速辨识环节得到的电机转速反馈值与给定的速度参考值比较，得出的转速偏差经PI控制器，并计算得到定子相电流转矩分量i_Tref；将采样得到的电机定子三相电流无需特殊滤波处理直接经过Clarke与Park变换得到M、T旋转坐标系下的励磁电流分量i_M和转矩电流分量iT值，励磁电流分量i_M和转矩电流分量i_T分别与励磁电流参考信号i_SM^*和转矩电流参考信号i_ST^*比较并进行PI控制，得到M轴和T轴电压分量V_Mref和V_Tref，将V_Mref和V_Tref经Park逆变换和Clarke逆变换得到三相正弦电压参考信号V_Aref、V_Bref和V_Cref；5)将三相正弦电压参考信号V_Aref、V_Bref和V_Cref送往移相式SPWM分配板，利用移相SPWM控制方法对级联功率单元进行控制，控制电机转速。