三相交流異步電動機的智能調速系統的製作方法
2023-06-07 00:19:31
三相交流異步電動機的智能調速系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種三相交流異步電動機的智能調速系統，所述智能調速系統包括順次相連的主電路、檢測電路、控制電路和驅動電路，其中，所述控制電路包括：低速控制模塊、高速控制模塊和切換模塊，通過低速控制模塊控制三相交流異步電動機在低速狀態下的穩定運行，通過高速控制模塊控制三相交流異步電動機在高速狀態下穩定運行，根據三相交流異步電動機的運行狀態，切換模塊在所述低速控制模塊和高速控制模塊之間自動切換，使得三相交流異步電動機能夠在低速和高速狀態下穩定運行，對設備成本、維護、節能等也將產生重要的意義。
【專利說明】三相交流異步電動機的智能調速系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及電動機的調速領域，具體涉及一種三相交流異步電動機的智能調速系統。
【背景技術】
[0002]隨著電力電子技術、微電子技術以及控制技術的不斷發展，許多新型交流異步電動機的控制技術被不斷提出，交流異步電機的調速系統取得了突破性進展，主要有矢量控制技術和無速度傳感控制技術兩種調速方法。
[0003]矢量控制技術雖然已經在交流調速領域得到廣泛應用，要實現異步電機高性能的矢量控制，轉速閉環是必不可少的，而轉速閉環需要實時的電機轉速，速度傳感器的安裝使得整個系統變得複雜，並且影響檢測精確，不適用於在惡劣環境(如:高溫、潮溼)中使用。
[0004]無速度傳感控制技術仍沿用磁場定向控制技術，其核心是如何準確的獲取電機的轉速信息，目前轉速估計方法中，模型參考自適應(MRAS)算法速度估計算法由於其簡單容易實現而得到了廣泛的應用，然而該方法需要知道定子電阻的阻值，由於定子電阻的阻值對溫度的變化比較敏感，因此該方法低速性能的優化非常困難。
【發明內容】
[0005]有鑑於此，本發明實施例提供一種三相交流異步電動機的智能調速系統，來優化三相交流異步電動機的智能調速系統。
[0006]本發明實施例提供了一種三相交流異步電動機的智能調速系統，所述系統包括:
[0007]主電路，用於給三相交流異步電動機提供電壓；
[0008]檢測電路，用於檢測所述三相交流異步電動機的電流並進行電流採樣；
[0009]控制電路，用於將採樣到的電流信號運算生成脈寬控制信號；
[0010]驅動電路，用於根據產生的脈寬控制信號控制所述三相交流異步電動機，
[0011]其中，所述控制電路包括:
[0012]低速控制模塊，用於估算三相交流異步電動機在低速狀態下的轉速；
[0013]高速控制模塊，用於估算三相交流異步電動機在高速狀態下的轉速；
[0014]切換模塊，用於根據三相交流異步電動機的轉速，在低速控制模塊和高速控制模塊之間自動切換。
[0015]進一步地，所述低速控制模塊包括:
[0016]低速轉速環模塊，用於接收低速轉速環的給定轉速和反饋轉速，計算低速電流環的給定值並輸出到低速電流環，所述低速電流環的給定值包括給定勵磁電流、給定轉矩電流和給定相位；
[0017]低速電流環模塊，用於接收低速轉速環的輸出值和低速電流環反饋值，並輸出低速電流環的輸出值；
[0018]低速脈寬控制信號生成模塊，用於接收所述低速電流環的輸出值並生成控制三相交流異步電動機的脈寬控制信號。
[0019]進一步地，所述低速轉速環模塊接收的反饋轉速可根據下述公式5運算得到:
[0020]式5
[0021]ω = ω「ω 2
[0022]其中，ω I為定子頻率，根據轉速環模塊的給定轉速和反饋轉速之差再通過積分器獲得；ω2為滑差轉速，記為
【權利要求】
1.一種三相交流異步電動機的智能調速系統，其特徵在於，包括: 主電路，用於給三相交流異步電動機提供電壓； 檢測電路，用於檢測所述三相交流異步電動機的電流並進行電流採樣； 控制電路，用於將採樣到的電流信號運算生成脈寬控制信號； 驅動電路，用於根據產生的脈寬控制信號控制所述三相交流異步電動機， 其中，所述控制電路包括: 低速控制模塊，用於估算三相交流異步電動機在低速狀態下的轉速； 高速控制模塊，用於估算三相交流異步電動機在高速狀態下的轉速； 切換模塊，用於根據三相交流異步電動機的轉速，在低速控制模塊和高速控制模塊之間自動切換。
2.根據權利要求1所述的三相交流異步電動機的智能調速系統，其特徵在於，所述低速控制模塊包括: 低速轉速環模塊，用於接收低速轉速環的給定轉速和反饋轉速，計算低速電流環的給定值並輸出到低速電流環，所述低速電流環的給定值包括給定勵磁電流、給定轉矩電流和給定相位； 低速電流環模塊，用於接收低速轉速環的輸出值和低速電流環反饋值，並輸出低速電流環的輸出值； 低速脈寬控制信號生成模塊，用於接收所述低速電流環的輸出值並生成控制三相交流異步電動機的脈寬控制信號。
3.根據權利要求2所述的三相交流異步電動機的智能調速系統，其特徵在於，所述低速轉速環模塊接收的反饋轉速可根據下述公式I運算得到: 式I
ω = ω「ω 2 其中，O1為定子頻率，根據轉速環模塊的給定轉速和反饋轉速之差再通過積分器獲得；ω2為滑差轉速,記為= + _ I，其中，Tr為轉子的時間常數，/為低速電流環給定轉矩 ldq電流，
4.根據權利要求3所述的三相交流異步電動機的智能調速系統，其特徵在於，所述低速電流環給定轉矩電流根據參考無功功率和反饋無功功率之差再經過比例積分調節器運算獲得。
5.根據權利要求3所述的三相交流異步電動機的智能調速系統，其特徵在於，所述低速電流環模塊還包括轉矩電流補償單元，用於當所述三相交流異步電動機在低速和空載狀態時，提高所述低速電流環模塊中的給定轉矩電流。
6.根據權利要求5所述的三相交流異步電動機的智能調速系統，其特徵在於，所述轉矩電流補償模塊通過電流補償來提高轉矩電流，所述電流補償根據下述公式2運算得到: 式2A! = Tr' Α(?.id 其中，I；為轉子的時間常數，記為I；=Lm/R，R為轉子電阻，Δ ω為滑差補償，所述滑差補償根據下述公式3運算得到:
7.根據權利要求1所述的三相交流異步電動機的低速控制裝置，其特徵在於，所述高速控制模塊包括: 高速轉速環模塊，用於接收高速轉速環的給定轉速和反饋轉速，計算高速電流環的給定值並輸出到高速電流環，所述高速電流環的給定值包括給定勵磁電流、給定轉矩電流、給定相位； 高速電流環模塊，用於接收高速轉速環的輸出值和高速電流環反饋值，並輸出高速電流環的輸出值； 高速脈寬控制信號生成模塊，用於接收所述高速電流環的輸出值並生成控制三相交流異步電動機的脈寬控制信號。
8.根據權利要求7所述的三相交流異步電動機的智能調速系統，其特徵在於，所述高速電流環的給定轉矩電流根據高速轉速環的給定轉速和反饋轉速之差再通過PI調節器獲得，其中，所述高速轉速環的反饋轉速根據模型參考自適應算法算出。
9.根據權利要求7所述的三相交流異步電動機的智能調速系統，其特徵在於，所述高速電流環的給定相位根據電流模型運算獲得。
10.根據權利要求2所述的三相交流異步電動機的智能調速系統，其特徵在於，所述給定勵磁電流按照下述公式4的規律線性變化，
11.根據權利要求1所述的三相交流異步電動機的智能調速系統，其特徵在於，所述控制電路是以TMS320F28035微控器為核心的DSP處理晶片。
12.根據權利要求1所述的三相交流異步電動機的智能調速系統，其特徵在於，所述切換模塊在三相交流異步電動機額定速度百分之十以下與低速控制模塊連接；所述切換模塊在三相交流異步電動機額定速度百分之十以上與高速控制模塊連接。
【文檔編號】H02P21/00GK103501153SQ201310497216
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年10月21日 優先權日:2013年10月21日
【發明者】喬飛, 遊林儒, 周超, 計偉, 楊德剛 申請人:佛山市美傳科技有限公司