[发明专利]一种适用于单逆变器驱动多台异步电机的控制算法

摘要

本发明提供一种适用于单逆变器驱动多台异步电机的控制算法,因为异步直流电机的电气参数必定存在一定的差别，每台异步直流电机的实际工况又是不尽相同的，这主要受负载的影响，为了能让所有异步直流电机都能有效运转，并处于一定的稳态，这样就需要以一定的控制策略去实施控制，控制算法的核心在于对电机实际的转速和转矩值进行倍比分权，异步直流电机所受扭矩越大，此时转速较小，为保证其能正常运行，因此权重值要大些；相反，异步直流电机转速较大时，也即是所受转矩较小，此时权重值需分配的小些。在动态过程中，权重值是时刻变化的，根据权重比值的分配，最终模拟出单台异步直流电机的参数值，这样保证了实际需求，提高了系统系能。

主权项

1.一种适用于单逆变器驱动多台异步电机的控制算法，其特征在于：包括以下步骤：1)建立控制系统，控制系统包括主电路、检测电路和控制电路，主电路是逆变电路和电机负载；检测回路主要是对电压、电流以及转速信号进行检测；作为一个闭环系统，控制部分电路是将检测的反馈信号用于与实际给定作比较，从而进行实际的调节，达到控制主回路的目的；2)主回路中的选择，逆变电路开关器件选择的是MOSFET，电机负载选择的是异步直流电机，这样可以方便模拟能量回馈制动工作状况；3)控制电路的选择，控制电路是基于直接转矩控制的理论思想，直接转矩控制与矢量控制方式相比，在动态模型上相对而言要简便，控制算法上，采用倍比分权的加权控制策略，这样保证了所有异步直流电机不会出现给定不够以至于产生颠覆现象，在实际的计算中，由于每台异步电机的工况不尽相同，这样输入电机的变量与电机的输出变量便会存在一定的差异，根据实际的需求不同，对多台异步直流电机的同一变量需作权重衡量，与平均理论推导过程类似，平均理论只是加权理论的一种特殊情况，即平均理论中n台电机的同一变量分配的权重为1/n，由此可知，平均理论中乘积的平均化思想亦可用到加权理论中，推导公式如下：n台异步电机并联，根据加权思想，则可以得出总的电流值：差值表达式：根据总的电流值和差值公式可以得出每台电机的电流值：令则有：定子磁链观测的电压‑速度(U‑N)模型关系式：式中，令则上式的公式可简化为：对以上各式利用差值公式，根据倍比分权的理论推导过程，即可对电流、定子磁链以及转子磁链进行加权和处理，处理结果如下：定子电流表达式：定子磁链表达式：转子磁链表达式：电磁转矩表达式：倍比分权系数n台电机的实际计算转矩分别为：T1,T2,…,Tn；假设每台电机的权重系数非别为：k1,k2,…,kn；其中满足k1+k2+…+kn＝1；选取任意一台电机的转矩值Ti作为参考值，其中i＝1,2,3,…,n，计算各电机之间的倍比系数m1,m2,…,mn：得到倍比系数后，根据权重归一化的思想，可以计算出每台电机的实际权重值：k1＝m1ki,k2＝m2ki,…,kn＝mnki；m1ki+m2ki+…+mnki＝1；4)控制电路的选择，控制电路利用DSP开发板与功率开关管驱动电路板相结合的硬件系统，DSP开发板对检测部分采集的信号作实际数据处理，根据实际的给定作比较，最后生成供开关管动作的PWM信号，功率开关驱动电路板在接收到DSP输出的PWM信号后，驱动对应的开关管使其动作。