專利名稱：異步電機(jī)變頻調(diào)速用的定子磁鏈閉環(huán)控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電機(jī)控制技術(shù)，特別是一種異步電機(jī)變頻調(diào)速用的定子磁鏈閉環(huán)控制方法。
在VVVF異步電機(jī)變頻調(diào)速中，最重要的一個(gè)控制環(huán)節(jié)是通過在線磁鏈閉環(huán)控制，使電機(jī)磁鏈保持在給定值上或所容許的誤差范圍內(nèi)，這樣才能使變頻器電流容量得到充分有效的利用。專利號(hào)ZL02223487.X《高性能變頻調(diào)速器》結(jié)合了ZL00225853.6(定子磁鏈閉環(huán)的輸出用于自校正定子電阻)等多項(xiàng)專利技術(shù)，成功地實(shí)現(xiàn)了上述要求；但其定子磁鏈觀測(cè)式中含有開平方計(jì)算，這要通過多次牛頓迭代法計(jì)算才能達(dá)到要求，又由于一般單片計(jì)算機(jī)或DSP數(shù)據(jù)處理器的計(jì)算字長(zhǎng)和定點(diǎn)小數(shù)點(diǎn)除法自身精度限制，迭代次數(shù)的增加不會(huì)提高結(jié)果的精度，而且迭代次數(shù)的增加會(huì)加大計(jì)算量，影響控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。為了使控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性良好且精度高，這一具體困難問題必須加以解決。
本發(fā)明的目的是提供一種異步電機(jī)變頻調(diào)速用的定子磁鏈閉環(huán)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(diào)速器的前提下，本發(fā)明的技術(shù)方案按層次分述如后定子磁鏈給定值Ψ1*與定子磁鏈觀測(cè)單元輸出的定子磁鏈準(zhǔn)觀測(cè)值之差通過調(diào)節(jié)單元而構(gòu)成定子磁鏈閉環(huán)控制，調(diào)節(jié)單元的輸出VR用于在線自校正定子電阻R1之用。
定子磁鏈準(zhǔn)觀測(cè)值等于定子磁鏈平方觀測(cè)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(qǐng)?zhí)?1106851.5《異步電機(jī)變頻調(diào)速中含有基變量的參數(shù)的觀測(cè)方法》的技術(shù)，定子磁鏈平方觀測(cè)值Ψ12的觀測(cè)式為Ψ12＝L1×L1×IK×((1+B0)×Z-B0)，Z＝WG/(W1×L1×IK)，則進(jìn)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(jī)的相無功功率，IK為電機(jī)的相定子電流的平方值，L1為電機(jī)的定子繞組的相電感，W1為定子角頻率，B0為漏磁系數(shù)。調(diào)節(jié)單元為比例積分調(diào)節(jié)單元。
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)并參照專利申請(qǐng)?zhí)?1106851.5的附

圖1(靜座標(biāo)系)與附圖3(同步座標(biāo)系)，可得WG＝V1YI1X-V1XI1Y， IK＝I1XI1X+I1YI1Y，當(dāng)采用α，β靜座標(biāo)系時(shí)上式內(nèi)的X為α，Y為β。
當(dāng)采用D，Q同步座標(biāo)系時(shí)上式內(nèi)的X為D，Y為Q。
圖1為控制所用的程序圖，整個(gè)程序用單片計(jì)算機(jī)高級(jí)語言BASIC51或BASIC96寫成(用于INTEL單片計(jì)算機(jī))。對(duì)于其他單片計(jì)算機(jī)或數(shù)據(jù)處理器則可根據(jù)本發(fā)明所述觀測(cè)式分別用各自適合的計(jì)算機(jī)語言進(jìn)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(shù)。
本發(fā)明的優(yōu)特點(diǎn)是由于定子磁鏈平方觀測(cè)式中不含開平方計(jì)算，故不需進(jìn)行多次牛頓迭代法計(jì)算，從而使控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性良好且精度高。又由于定子磁鏈平方觀測(cè)式中不含定子電阻及轉(zhuǎn)子時(shí)間常數(shù)，因而不受電機(jī)運(yùn)行溫度變化的影響。
權(quán)利要求
1.一種異步電機(jī)變頻調(diào)速用的定子磁鏈閉環(huán)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(diào)速器，其特征是定子磁鏈給定值(Ψ1*)與定子磁鏈觀測(cè)單元輸出的定子磁鏈準(zhǔn)觀測(cè)值之差通過調(diào)節(jié)單元而構(gòu)成定子磁鏈閉環(huán)控制，調(diào)節(jié)單元的輸出(VR)用于在線自校正定子電阻(R1)之用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定子磁鏈閉環(huán)控制方法，其特征是定子磁鏈準(zhǔn)觀測(cè)值等于定子磁鏈平方觀測(cè)值(Ψ12)被定子磁鏈給定值(Ψ1*)所除，用式表之為Ψ12/Ψ1*。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的定子磁鏈閉環(huán)控制方法，其特征是定子磁鏈平方觀測(cè)值(Ψ12)的觀測(cè)式為Ψ12＝L1×L1×IK×((1+B0)×Z-B0)，Z＝WG/(W1×L1×IK)，則進(jìn)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(jī)的相無功功率，IK為電機(jī)的相定子電流的平方值，L1為電機(jī)的定子繞組的相電感，W1為定子角頻率，B0為漏磁系數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定子磁鏈閉環(huán)控制方法，其特征是調(diào)節(jié)單元為比例積分調(diào)節(jié)單元。
全文摘要
一種異步電機(jī)變頻調(diào)速用的定子磁鏈閉環(huán)控制方法，定子磁鏈給定值與定子磁鏈準(zhǔn)觀測(cè)值之差通過調(diào)節(jié)單元而構(gòu)成定子磁鏈閉環(huán)控制，調(diào)節(jié)單元的輸出用于在線自校正定子電阻之用。由于定子磁鏈平方觀測(cè)值的觀測(cè)式中不含開平方計(jì)算，故不需進(jìn)行多次牛頓迭代法計(jì)算，從而使控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性良好且精度高。又由于定子磁鏈平方觀測(cè)式中不含定子電阻及轉(zhuǎn)子時(shí)間常數(shù)，因而不受電機(jī)運(yùn)行溫度變化的影響。
文檔編號(hào)H02P21/00GK1697308SQ200410023188
公開日2005年11月16日 申請(qǐng)日期2004年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月13日
發(fā)明者盧驥, 盧偉白 申請(qǐng)人:盧驥