專利名稱：用雙同步坐標(biāo)系矢量的電機控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電機技術(shù)，特別涉及一種用雙同步坐標(biāo)系矢量的電機控制器。
背景技術(shù)：
由于電機的動態(tài)數(shù)學(xué)模型是一個高階、非線性、強耦合的多變量系統(tǒng)。上世紀(jì)70年代工程師提出異步電機矢量控制理論來解決交流電機轉(zhuǎn)矩控制問題。矢量控制實現(xiàn)的基本原理是通過測量和控制異步電動機定子電流矢量，根據(jù)磁場定向原理分別對異步電動機的勵磁電流和轉(zhuǎn)矩電流進(jìn)行控制，從而達(dá)到控制異步電動機轉(zhuǎn)矩的目的。當(dāng)前，交流電機的矢量控制，通常采用單同步坐標(biāo)系，有時會無法滿足復(fù)雜的實際應(yīng)用的需要。
實用新型內(nèi)容為了解決上述問題，本實用新型的目的在于提供一種用雙同步坐標(biāo)系矢量的電機控制器。本實用新型提供一種用雙同步坐標(biāo)系矢量的電機控制器，例如可以用于異步電機、同步電機等交流電機，該方法采用雙同步坐標(biāo)系，包括輸入接觸器、整流單元、軟起接觸器、軟起電阻、電容、逆變單元、電機、轉(zhuǎn)速檢測單元、三相電流檢測單元、驅(qū)動模塊、母線電壓檢測單元、主控單元和人機界面；所述輸入接觸器和所述整流單元的第一端連接，所述整流單元的第二端與所述軟起接觸器的第一端連接，所述軟起電阻與所述軟起接觸器并聯(lián)；所述軟起接觸器的第二端分別與所述電容的第一端和所述逆變單元的第一端連接，所述逆變單元的第二端分別與所述電機的第一端、所述三相電流檢測單元的第一端和所述驅(qū)動模塊的第一端連接，所述電容和所述逆變單元之間還與所述母線電壓檢測單元的第一端連接；所述電機的第二端與所述轉(zhuǎn)速檢測單元的第一端連接，所述轉(zhuǎn)速檢測單元的第二端、所述三相電流檢測單元的第二端、所述驅(qū)動模塊的第二端和所述母線電壓檢測單元的第二端均與所述主控單元連接；所述主控單元與所述人機界面連接。本實用新型實施例提供的電機控制方法可以實現(xiàn)雙同步坐標(biāo)系控制。

本實用新型的其它特征、特點、優(yōu)點和益處將通過
以下結(jié)合附圖的詳細(xì)描述變得更加顯而易見。其中圖I示出了本實用新型一實施例的雙同步坐標(biāo)系的流程示意圖。圖2示出了本實用新型一實施例的具體實施硬件框圖。
具體實施方式
下面，將結(jié)合附圖來詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例。如圖I所示，為本實用新型的一個具體實施例，針對交流電機的雙同步坐標(biāo)系矢量控制，電機的電流波形中包括基波分量I和多種諧波分量，其中某次諧波的諧波含量較大，則設(shè)該次諧波為2。例如某次諧波的諧波含量大于一個預(yù)定值，則設(shè)該次諧波為2。如圖I所示，分別對基波分量I和特定諧波2進(jìn)行控制。本方法包括步驟I、對于基波分量I,檢測基波分量I的三相電壓Uli^U1PU1。,三相電流ila、ilb、ilc，通過ABC/α β坐標(biāo)變換，將三相電壓、三相電流分別變換到兩相靜止α β坐標(biāo)系，得到電壓 ula、uie,電流 ila、i10 ；步驟2、根據(jù)電壓Ula、Uie，電流ila、iie作轉(zhuǎn)子磁鏈觀測，得到轉(zhuǎn)子磁鏈幅值I F」和轉(zhuǎn)子磁鏈角度Θ ；步驟3、將電流ila、i10根據(jù)角度Θ，作a β/dq坐標(biāo)變換，來將電流變換到兩相同步旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系,得到ild、ilq0步驟4、同時，將轉(zhuǎn)速給定<和測量轉(zhuǎn)速《r作差，通過調(diào)節(jié)器閉環(huán)輸出得到(;將 轉(zhuǎn)子磁鏈給定<和前述得到的轉(zhuǎn)子磁鏈幅值I 作差，通過調(diào)節(jié)器閉環(huán)輸出得到O。 步驟5、將前述電流給定&和前述電流檢測ild作差，通過調(diào)節(jié)器閉環(huán)輸出得到Uld ；將前述電流給定&和前述電流檢測ilq作差，通過調(diào)節(jié)器閉環(huán)輸出得到ulq。步驟6、將uld、Ulq根據(jù)角度Θ，作dq/ABC坐標(biāo)變換，將其變換到三相靜止ABC坐標(biāo)系內(nèi)，得到輸出的ula、ulb、ulc;?？蛇x的，本實施例還可以包括步驟7、對于特定諧波2，檢測其三相電流i2a、i2b、i2。，將三相電流根據(jù)角度^ + ,作ABC/dq坐標(biāo)變換，變換到兩相同步旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系下，得到i2d和i2q，其中，ω 2為該諧波的角頻率，該諧波的初始相角。步驟8、將電流給定匕和前述電流檢測i2d作差，通過調(diào)節(jié)器閉環(huán)輸出得到U2d ;將電流給定4和前述電流檢測i2q作差，通過調(diào)節(jié)器閉環(huán)輸出得到U2q，其中兩個電流給定匕和&由人為給定，例如通?？山o為O。步驟9、將u2d、u2q根據(jù)角度6V + %，作dq/ABC坐標(biāo)變換，將其變換到三相靜止ABC坐標(biāo)系內(nèi)，得到輸出的U2a、U2b、U2。。具體實施硬件框圖如圖2所示，用雙同步坐標(biāo)系矢量的電機控制器，包括輸入接觸器I、整流單元2、軟起接觸器3、軟起電阻4、電容5、逆變單元6、電機7、轉(zhuǎn)速檢測單元8、三相電流檢測單元9、驅(qū)動模塊10、母線電壓檢測單元11、主控單元13和人機界面12。輸入接觸器I和整流單元2的第一端連接，整流單元2的第二端與軟起接觸器3的第一端連接，軟起電阻4與軟起接觸器3并聯(lián)。軟起接觸器3的第二端分別與電容5的第一端和逆變單元6的第一端連接，逆變單元6的第二端分別與電機7的第一端、三相電流檢測單元9的第一端和驅(qū)動模塊10的第一端連接，電容5和逆變單元6之間還與母線電壓檢測單元11的第一端連接。電機7的第二端與轉(zhuǎn)速檢測單元8的第一端連接，轉(zhuǎn)速檢測單元8的第二端、三相電流檢測單元9的第二端、驅(qū)動模塊10的第二端和母線電壓檢測單元11的第二端均與主控單元13連接。主控單元13與人機界面12連接。電網(wǎng)通過輸入接觸器I為裝置提供電能，整流單元2將電網(wǎng)的交流電轉(zhuǎn)化為直流電，初始上電時，為了避免電流沖擊，軟起接觸器3斷開，電流通過軟起電阻4給電容5充電，當(dāng)電容電壓達(dá)到一定閥值之后，閉合軟起接觸器3 ;逆變單元6是三相全控橋，將直流電逆變?yōu)榻涣麟?，從而?qū)動電機7運行；三相電流檢測單元9檢測逆變單元6的三相輸出電流，送給主控単元13，轉(zhuǎn)速檢測單元8檢測電機的轉(zhuǎn)速，送給主控単元13，母線電壓檢測單元11檢測母線電壓，送給主控単元13 ;主控單元13根據(jù)輸入的三相電流檢測信號、母線電壓信號和轉(zhuǎn)速信號，輸出控制信號，控制信號通過驅(qū)動模塊10控制逆變單元6，從而實現(xiàn)對電機的有效控制；人機界面12接收主控單元13的信號，實時顯示當(dāng)前的工作狀態(tài)，同時人 也可以通過人機界面12，操作主控單元13的運行。本實用新型實施例提供的電機控制方法可以實現(xiàn)雙同步坐標(biāo)系控制。
權(quán)利要求1.一種用雙同步坐標(biāo)系矢量的電機控制器，其特征在于，包括輸入接觸器、整流單元、軟起接觸器、軟起電阻、電容、逆變單元、電機、轉(zhuǎn)速檢測單元、三相電流檢測單元、驅(qū)動模塊、母線電壓檢測單元、主控單元和人機界面；所述輸入接觸器和所述整流單元的第一端連接，所述整流單元的第二端與所述軟起接觸器的第一端連接，所述軟起電阻與所述軟起接觸器并聯(lián)；所述軟起接觸器的第二端分別與所述電容的第一端和所述逆變單元的第一端連接，所述逆變單元的第二端分別與所述電機的第一端、所述三相電流檢測單元的第一端和所述驅(qū)動模塊的第一端連接，所述電容和所述逆變單元之間還與所述母線電壓檢測單元的第一端連接；所述電機的第二端與所述轉(zhuǎn)速檢測單元的第一端連接，所述轉(zhuǎn)速檢測單元的第二端、所述三相電流檢測單元的第二端、所述驅(qū)動模塊的第二端和所述母線電壓檢測單元的第二端均與所述主控單元連接；所述主控單元與所述人機界面連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用雙同步坐標(biāo)系矢量的電機控制器，其特征在于，電網(wǎng)通過所述輸入接觸器為裝置提供電能，所述整流單元將電網(wǎng)的交流電轉(zhuǎn)化為直流電，初始上電時，為了避免電流沖擊，所述軟起接觸器斷開，電流通過所述軟起電阻給所述電容充電，當(dāng)電容電壓達(dá)到一定閥值之后，閉合所述軟起接觸器；所述逆變單元是三相全控橋，將直流電逆變?yōu)榻涣麟?，從而?qū)動所述電機運行；所述三相電流檢測單元檢測所述逆變單元的三相輸出電流，送給所述主控單元，所述轉(zhuǎn)速檢測單元檢測電機的轉(zhuǎn)速，送給所述主控單元，所述母線電壓檢測單元檢測母線電壓，送給所述主控單元；所述主控單元根據(jù)輸入的三相電流檢測信號、母線電壓信號和轉(zhuǎn)速信號，輸出控制信號，控制信號通過所述驅(qū)動模塊控制所述逆變單元；所述人機界面接收所述主控單元的信號，實時顯示當(dāng)前的工作狀態(tài)，同時人也可以通過所述人機界面，操作所述主控單元的運行。
專利摘要本實用新型提供一種用雙同步坐標(biāo)系矢量控制的電機，輸入接觸器和整流單元的第一端連接，整流單元的第二端與軟起接觸器的第一端連接，軟起電阻與軟起接觸器并聯(lián)；軟起接觸器的第二端分別與電容的第一端和逆變單元的第一端連接，逆變單元的第二端分別與電機的第一端、三相電流檢測單元的第一端和驅(qū)動模塊的第一端連接，電容和逆變單元之間還與母線電壓檢測單元的第一端連接；電機的第二端與轉(zhuǎn)速檢測單元的第一端連接，轉(zhuǎn)速檢測單元的第二端、三相電流檢測單元的第二端、驅(qū)動模塊的第二端和母線電壓檢測單元的第二端均與主控單元連接；主控單元與人機界面連接。本實用新型實施例提供的電機控制方法可以實現(xiàn)雙同步坐標(biāo)系控制。
文檔編號H02P21/00GK202602587SQ201220202130
公開日2012年12月12日 申請日期2012年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月8日
發(fā)明者曾賢杰, 王怡華, 程世國, 寧國云, 潘木楊 申請人:武漢大禹電氣有限公司