異步電機變頻調速用的定子磁鏈閉環控制方法

2023-05-12 04:20:01

專利名稱：異步電機變頻調速用的定子磁鏈閉環控制方法
技術領域：
本發明涉及一種電機控制技術，特別是一種異步電機變頻調速用的定子磁鏈閉環控制方法。
在VVVF異步電機變頻調速中，最重要的一個控制環節是通過在線磁鏈閉環控制，使電機磁鏈保持在給定值上或所容許的誤差範圍內，這樣才能使變頻器電流容量得到充分有效的利用。專利號ZL02223487.X《高性能變頻調速器》結合了ZL00225853.6(定子磁鏈閉環的輸出用於自校正定子電阻)等多項專利技術，成功地實現了上述要求；但其定子磁鏈觀測式中含有開平方計算，這要通過多次牛頓迭代法計算才能達到要求，又由於一般單片計算機或DSP數據處理器的計算字長和定點小數點除法自身精度限制，迭代次數的增加不會提高結果的精度，而且迭代次數的增加會加大計算量，影響控制系統的實時性。為了使控制系統的實時性良好且精度高，這一具體困難問題必須加以解決。
本發明的目的是提供一種異步電機變頻調速用的定子磁鏈閉環控制方法。在包括定子磁鏈定向矢量控制或定子電壓定向矢量控制的變頻調速器的前提下，本發明的技術方案按層次分述如後定子磁鏈給定值Ψ1*與定子磁鏈觀測單元輸出的定子磁鏈準觀測值之差通過調節單元而構成定子磁鏈閉環控制，調節單元的輸出VR用於在線自校正定子電阻R1之用。
定子磁鏈準觀測值等於定子磁鏈平方觀測值Ψ12被定子磁鏈給定值Ψ1*所除，用式表之為Ψ12/Ψ1*。
引用專利申請號01106851.5《異步電機變頻調速中含有基變量的參數的觀測方法》的技術，定子磁鏈平方觀測值Ψ12的觀測式為Ψ12＝L1×L1×IK×((1+B0)×Z-B0)，Z＝WG/(W1×L1×IK)，則進一步演變成Ψ12＝(1+B0)×WG×L1/W1-B0×L1×L1×IK，在上列式中，Z為基變量，WG為電機的相無功功率，IK為電機的相定子電流的平方值，L1為電機的定子繞組的相電感，W1為定子角頻率，B0為漏磁係數。調節單元為比例積分調節單元。
根據現有技術並參照專利申請號01106851.5的附

圖1(靜座標系)與附圖3(同步座標系)，可得WG＝V1YI1X-V1XI1Y， IK＝I1XI1X+I1YI1Y，當採用α，β靜座標系時上式內的X為α，Y為β。
當採用D，Q同步座標系時上式內的X為D，Y為Q。
圖1為控制所用的程序圖，整個程序用單片計算機高級語言BASIC51或BASIC96寫成(用於INTEL單片計算機)。對於其他單片計算機或數據處理器則可根據本發明所述觀測式分別用各自適合的計算機語言進行編程。
在圖1中，AA代表Ψ1*，BB代表Ψ12，YP與YI分別為比例與積分常數。
本發明的優特點是由於定子磁鏈平方觀測式中不含開平方計算，故不需進行多次牛頓迭代法計算，從而使控制系統的實時性良好且精度高。又由於定子磁鏈平方觀測式中不含定子電阻及轉子時間常數，因而不受電機運行溫度變化的影響。
權利要求
1.一種異步電機變頻調速用的定子磁鏈閉環控制方法，包括定子磁鏈定向矢量控制或定子電壓定向矢量控制的變頻調速器，其特徵是定子磁鏈給定值(Ψ1*)與定子磁鏈觀測單元輸出的定子磁鏈準觀測值之差通過調節單元而構成定子磁鏈閉環控制，調節單元的輸出(VR)用於在線自校正定子電阻(R1)之用。
2.根據權利要求1所述的定子磁鏈閉環控制方法，其特徵是定子磁鏈準觀測值等於定子磁鏈平方觀測值(Ψ12)被定子磁鏈給定值(Ψ1*)所除，用式表之為Ψ12/Ψ1*。
3.根據權利要求2所述的定子磁鏈閉環控制方法，其特徵是定子磁鏈平方觀測值(Ψ12)的觀測式為Ψ12＝L1×L1×IK×((1+B0)×Z-B0)，Z＝WG/(W1×L1×IK)，則進一步演變成Ψ12＝(1+B0)×WG×L1/W1-B0×L1×L1×IK，在上列式中，Z為基變量，WG為電機的相無功功率，IK為電機的相定子電流的平方值，L1為電機的定子繞組的相電感，W1為定子角頻率，B0為漏磁係數。
4.根據權利要求1所述的定子磁鏈閉環控制方法，其特徵是調節單元為比例積分調節單元。
全文摘要
一種異步電機變頻調速用的定子磁鏈閉環控制方法，定子磁鏈給定值與定子磁鏈準觀測值之差通過調節單元而構成定子磁鏈閉環控制，調節單元的輸出用於在線自校正定子電阻之用。由於定子磁鏈平方觀測值的觀測式中不含開平方計算，故不需進行多次牛頓迭代法計算，從而使控制系統的實時性良好且精度高。又由於定子磁鏈平方觀測式中不含定子電阻及轉子時間常數，因而不受電機運行溫度變化的影響。
文檔編號H02P21/00GK1697308SQ200410023188
公開日2005年11月16日 申請日期2004年5月13日 優先權日2004年5月13日
發明者盧驥, 盧偉白 申請人:盧驥