CN103023413B - 克服转矩不稳的前馈调幅式空间矢量方法 - Google Patents

克服转矩不稳的前馈调幅式空间矢量方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103023413B
CN103023413B CN201210562154.0A CN201210562154A CN103023413B CN 103023413 B CN103023413 B CN 103023413B CN 201210562154 A CN201210562154 A CN 201210562154A CN 103023413 B CN103023413 B CN 103023413B
Authority
CN
China
Prior art keywords
motor
chip microcomputer
magnetic linkage
inverter
feed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201210562154.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103023413A (zh
Inventor
王丁
孙书利
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Heilongjiang University
Original Assignee
Heilongjiang University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Heilongjiang University filed Critical Heilongjiang University
Priority to CN201210562154.0A priority Critical patent/CN103023413B/zh
Publication of CN103023413A publication Critical patent/CN103023413A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103023413B publication Critical patent/CN103023413B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

克服转矩不稳的前馈调幅式空间矢量方法，属于电机控制领域，本发明为解决现有电机运行过程中易存在磁场不稳定，进而导致转矩不稳、电机振动的问题。本发明方法涉及的控制电机运行的电路包括整流电路、逆变器、电容C、单片机和旋转编码器，该方法为：离线测量出电机实际运行磁链单片机接收电机的实际转速，达到给定转速时定位电机的转子位置，根据公式获取磁链补偿电压值按单片机输出驱动信号给R1～R6，以使电机的磁链趋于规则圆形磁链。

Description

克服转矩不稳的前馈调幅式空间矢量方法
技术领域
本发明涉及克服转矩不稳的前馈调幅式空间矢量方法，属于电机控制领域。
背景技术
有一类交流电动机，其定子都是通上特定的交流电后形成旋转磁场，其轨迹是圆形(参见图1)，而使转子感应或吸引后转动的可以是三相异步电动机、三相同步电动机、永磁同步电动机，也可包括离散形式的旋转磁场的电动机，如无刷直流电动机、步进电动机和可变磁阻电动机。如果旋转磁场不稳定，也就是其轨迹不是圆形(参见图2)，就会使电动机转矩不稳，导致电动机振动。
发明内容
本发明目的是为了解决现有电机运行过程中易存在磁场不稳定，进而导致转矩不稳、电机振动的问题，提供了一种克服转矩不稳的前馈调幅式空间矢量方法。
本发明所述克服转矩不稳的前馈调幅式空间矢量方法，该方法涉及的控制电机运行的电路包括整流电路、逆变器、电容C、单片机和旋转编码器，
整流电路的直流输出端口与逆变器的直流输入端口相连，整流电路的两个直流输出端之间并联电容C，逆变器的交流输出端与电机的定子线圈相连；
整流电路是由六个自带体二极管的IGBT管R1～R6构成的三相整流电路，
逆变器由六个自带体二极管的IGBT管S1～S6构成三相桥式逆变电路，
旋转编码器的电机转子位置信号输出端与单片机的电机转子位置信号输入端相连；
单片机输出驱动R1～R6、S1～S6栅极的驱动信号；
该方法包括以下步骤：
步骤一、离线测量出电机实际运行磁链
步骤二、单片机输出驱动信号给R1～R6控制电机按给定转速旋转，
步骤三、单片机接收电机的实际转速，判断电机的实际转速是否达到给定转速；
判断结果为是，执行步骤四；判断结果为否，返回执行步骤二；
步骤四、单片机通过旋转编码器实时获取电机的转子位置；
步骤五、根据公式获取任一转子位置的磁链补偿电压值式中：为与电机实际运行磁链对应的规则圆形磁链，为的幅值，为与实际运行磁链对应的空间电压矢量，为的幅值，为规则圆形磁链对应的空间电压矢量；
步骤六、根据步骤五获取的磁链补偿电压值单片机输出驱动信号给R1～R6，以使电机的磁链趋于规则圆形磁链。
本发明的优点：
1、针对电动机的具体磁链特性进行补偿，能有效克服转矩不稳定的情况。
2、预先测量磁链特性，减少了控制器的实时处理时间。
附图说明
图1是规则圆形磁链的轨迹示意图；
图2是电机实际运行磁链的轨迹示意图；
图3是本发明补偿原理图；
图4是本发明所述克服转矩不稳的前馈调幅式空间矢量变频电路图；
图5是图4的控制电路图；
图6是本发明所述克服转矩不稳的前馈调幅式空间矢量方法流程图。
具体实施方式
具体实施方式一：下面结合图1至图6说明本实施方式，本实施方式所述克服转矩不稳的前馈调幅式空间矢量方法，该方法涉及的控制电机运行的电路包括整流电路1、逆变器2、电容C、单片机3和旋转编码器4，
整流电路1的直流输出端口与逆变器2的直流输入端口相连，整流电路1的两个直流输出端之间并联电容C，逆变器2的交流输出端与电机的定子线圈相连；
整流电路1是由六个自带体二极管的IGBT管R1～R6构成的三相整流电路，
逆变器2由六个自带体二极管的IGBT管S1～S6构成三相桥式逆变电路，
旋转编码器4的电机转子位置信号输出端与单片机3的电机转子位置信号输入端相连；
单片机3输出驱动R1～R6、S1～S6栅极的驱动信号；
其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、离线测量出电机实际运行磁链
步骤二、单片机3输出驱动信号给R1～R6控制电机按给定转速旋转，
步骤三、单片机3接收电机的实际转速，判断电机的实际转速是否达到给定转速；
判断结果为是，执行步骤四；判断结果为否，返回执行步骤二；
步骤四、单片机3通过旋转编码器4实时获取电机的转子位置；
步骤五、根据公式获取任一转子位置的磁链补偿电压值
式中：为与电机实际运行磁链对应的规则圆形磁链，为的幅值，为与实际运行磁链对应的空间电压矢量，为的幅值，为规则圆形磁链对应的空间电压矢量；
步骤六、根据步骤五获取的磁链补偿电压值单片机3输出驱动信号给R1～R6，以使电机的磁链趋于规则圆形磁链。
本实施方式方法的基本思路参见图3，用电压幅值的变化来抵消补偿旋转磁场的不规则部分，使电机的旋转磁场为圆形。
首先离线测量电机实际运行磁链然后给电动机一个初始定位，由此确定了电动机的位置。在这个电机运行时，根据各个运行位置的旋转磁场轨迹点幅值，改变给逆变器2供电的电源电压，使其最终产生的对磁链的影响可以补偿旋转磁场轨迹点幅值的不规则，使电机上实际产生的磁链是圆形的，
根据这类电动机定子线圈中所加电压的积分等于磁链的关系，即
用表达基本开关状态的基本开关矢量的组合所形成的电压矢量的轨迹积累来形成旋转磁场，使电动机转动，这也就是空间矢量方法。因此，可以通过调节空间电压矢量的轨迹的频率来调节旋转磁场的旋转速度，而使所控制的电动机速度发生改变。
具体实现关系为：变频器的一般关系是，整流电路1把外加的交流电整流为直流电压后作为逆变器2的输入，然后逆变器2按空间矢量方式产生交流输出；因此整流电路1输出的直流电压幅值为逆变器2输出的空间电压矢量的幅值，逆变器2输出的空间电压矢量记为则直流电压幅值为产生的磁链为其幅值为先单独测量出的轨迹(不是圆的)后，并记其对应的规则的圆形磁链为幅值为要使逆变器2的输出为应产生的空间电压矢量记为其直流电压幅值为则有如下重要关系
因此有因此，在上述情况下，若使整流电路1输出电压幅值按变化，则会使逆变器2产生的旋转磁链是圆形的。
单片机3选择型号为C8051F020的单片机。使用C8051F020单片机对整流电路1和逆变器2分别进行控制。单片机3的最终控制部件是两个：一个是左侧主回路的可控幅值整流电源——整流电路1，另一个是右侧的逆变器2。其功能是这样的：左侧可控幅值整流电源为右侧的逆变器2提供直流电源幅值，其幅值与磁链的形状相关。而右侧的逆变器2是改变产生旋转磁链并改变其旋转频率(最终改变电动机的转速)。所以，左整流电路1是调磁链，右逆变器2是调频率、调转速。
C8051F020的单片机的AIN0口读入速度给定值。当电机的实际转速达到给定值时才开始进行其它操作，比如转子定位、离线测量等。
C8051F020的单片机的AIN1口读入电机的转子位置信息，转子位置信息的测量由旋转编码器4完成。

Claims (3)

1.克服转矩不稳的前馈调幅式空间矢量方法，该方法涉及的控制电机运行的电路包括整流电路(1)、逆变器(2)、电容C、单片机(3)和旋转编码器(4)，
整流电路(1)的直流输出端口与逆变器(2)的直流输入端口相连，整流电路(1)的两个直流输出端之间并联电容C，逆变器(2)的交流输出端与电机的定子线圈相连；
整流电路(1)是由六个自带体二极管的IGBT管R1～R6构成的三相整流电路，
逆变器(2)由六个自带体二极管的IGBT管S1～S6构成三相桥式逆变电路，
旋转编码器(4)的电机转子位置信号输出端与单片机(3)的电机转子位置信号输入端相连；
单片机(3)输出驱动R1～R6、S1～S6栅极的驱动信号；
其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、离线测量出电机实际运行磁链
步骤二、单片机(3)输出驱动信号给R1～R6控制电机按给定转速旋转，
步骤三、单片机(3)接收电机的实际转速，判断电机的实际转速是否达到给定转速；
判断结果为是，执行步骤四；判断结果为否，返回执行步骤二；
步骤四、单片机(3)通过旋转编码器(4)实时获取电机的转子位置；
步骤五、根据公式获取任一转子位置的磁链补偿电压值
式中：为与电机实际运行磁链对应的规则圆形磁链，为的幅值，
为与实际运行磁链对应的空间电压矢量，为的幅值，
为规则圆形磁链对应的空间电压矢量，的幅值为并且将作为磁链补偿电压值；
步骤六、根据步骤五获取的磁链补偿电压值单片机(3)输出驱动信号给R1～R6，以使电机的磁链趋于规则圆形磁链。
2.根据权利要求1所述克服转矩不稳的前馈调幅式空间矢量方法，其特征在于，单片机(3)选择型号为C8051F020的单片机。
3.根据权利要求2所述克服转矩不稳的前馈调幅式空间矢量方法，其特征在于，C8051F020的单片机的AIN0口读入速度给定值。
CN201210562154.0A 2012-12-21 2012-12-21 克服转矩不稳的前馈调幅式空间矢量方法 Expired - Fee Related CN103023413B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210562154.0A CN103023413B (zh) 2012-12-21 2012-12-21 克服转矩不稳的前馈调幅式空间矢量方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210562154.0A CN103023413B (zh) 2012-12-21 2012-12-21 克服转矩不稳的前馈调幅式空间矢量方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103023413A CN103023413A (zh) 2013-04-03
CN103023413B true CN103023413B (zh) 2015-02-25

Family

ID=47971614

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210562154.0A Expired - Fee Related CN103023413B (zh) 2012-12-21 2012-12-21 克服转矩不稳的前馈调幅式空间矢量方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103023413B (zh)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02119600A (ja) * 1988-10-28 1990-05-07 Toyo Electric Mfg Co Ltd 誘導電動機の瞬時電流制御装置
JPH07170786A (ja) * 1993-12-13 1995-07-04 Nissan Motor Co Ltd サーボモータ駆動用３相電圧形インバータの磁束鎖交数ベクトルの決定方法
JPH07170751A (ja) * 1993-12-13 1995-07-04 Toyo Electric Mfg Co Ltd ３レベルインバータ装置
CN1396705A (zh) * 2002-06-20 2003-02-12 南京航空航天大学 瞬时转矩控制的笼型异步电机电力电子变换器直流起动/发电系统
WO2004082096A1 (en) * 2003-03-14 2004-09-23 Abb Oy Compensation method for a voltage unbalance
CN1972116A (zh) * 2006-11-28 2007-05-30 株洲南车时代电气股份有限公司 直线感应电机的控制方法
CN101958675A (zh) * 2010-10-25 2011-01-26 清华大学 磁链控制下异步电机vvvf控制用直流预励磁起动方法
CN102025316A (zh) * 2010-11-30 2011-04-20 沈阳建筑大学 一种数控机床陶瓷电主轴直接转矩控制系统
CN102055401B (zh) * 2011-01-10 2012-06-27 武汉市菱电汽车电子有限责任公司 三相感应电动机单调节回路间接转矩控制系统及其方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02119600A (ja) * 1988-10-28 1990-05-07 Toyo Electric Mfg Co Ltd 誘導電動機の瞬時電流制御装置
JPH07170786A (ja) * 1993-12-13 1995-07-04 Nissan Motor Co Ltd サーボモータ駆動用３相電圧形インバータの磁束鎖交数ベクトルの決定方法
JPH07170751A (ja) * 1993-12-13 1995-07-04 Toyo Electric Mfg Co Ltd ３レベルインバータ装置
CN1396705A (zh) * 2002-06-20 2003-02-12 南京航空航天大学 瞬时转矩控制的笼型异步电机电力电子变换器直流起动/发电系统
WO2004082096A1 (en) * 2003-03-14 2004-09-23 Abb Oy Compensation method for a voltage unbalance
CN1972116A (zh) * 2006-11-28 2007-05-30 株洲南车时代电气股份有限公司 直线感应电机的控制方法
CN101958675A (zh) * 2010-10-25 2011-01-26 清华大学 磁链控制下异步电机vvvf控制用直流预励磁起动方法
CN102025316A (zh) * 2010-11-30 2011-04-20 沈阳建筑大学 一种数控机床陶瓷电主轴直接转矩控制系统
CN102055401B (zh) * 2011-01-10 2012-06-27 武汉市菱电汽车电子有限责任公司 三相感应电动机单调节回路间接转矩控制系统及其方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
基于定子磁链滑模观测器的异步电机空间矢量调制直接转矩控制;廖永衡等;《中国电机工程学报》;20120625;第32卷(第18期);第88-97页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN103023413A (zh) 2013-04-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100486093C (zh) 风力发电用全功率型交直交变流器的控制结构
CN101789738B (zh) 双凸极永磁电机控制装置及控制方法
CN102780433A (zh) 一种基于电流控制的无刷直流电机瞬时转矩控制方法
CN102611370A (zh) 一种永磁同步电机的正弦调制控制方法及其控制电路
CN108390602B (zh) 一种混合励磁同步电机直接预测功率控制方法
CN104506092A (zh) 基于电感傅里叶分解的开关磁阻电机电流滞环控制方法
Lin et al. Self-bearing control of a switched reluctance motor using sinusoidal currents
EP3179624A1 (en) Position sensorless permanent magnet electrical machine
CN104868808B (zh) 两相励磁机的航空三级式无刷发电系统起动励磁控制方法
CN103563243A (zh) 逆变器控制装置
CN201754551U (zh) 直流无刷电机及其控制系统
CN104038114A (zh) 单绕组直流无刷电机的正弦波电压驱动系统及其控制方法
Kumar et al. Novel closed loop speed control of permanent magnet brushless DC motor drive
CN103023413B (zh) 克服转矩不稳的前馈调幅式空间矢量方法
CN103337993B (zh) 一种正弦波电感的开关磁阻电机控制方法
Zhou et al. Influence of PWM modes on non-commutation torque ripple in brushless DC motor control system
CN102355186A (zh) 一种永磁同步电机刹车控制方法
CN103023415B (zh) 克服转矩不稳的自动补偿调幅式空间矢量方法
CN205725555U (zh) 永磁同步电机的效率提升装置
CN205490279U (zh) 一种宽调速伺服永磁同步电机弱磁控制系统
CN204652275U (zh) 一种基于恒定开关频率空间矢量调制的永磁同步电机直接转矩控制装置
CN204271870U (zh) 一种无转子位置传感器的开关磁阻电机
CN203775101U (zh) 同步电机的交流变频感应无刷励磁系统
CN206595928U (zh) 矢量电控动力驱动单元
CN202841044U (zh) 基于无功功率观测器的同步电机矢量控制器

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C53 Correction of patent for invention or patent application
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Wang Ding

Inventor after: Sun Shuli

Inventor before: Wang Ding

COR Change of bibliographic data

Free format text: CORRECT: INVENTOR; FROM: WANG DING TO: WANG DING SUN SHULI

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20150225

Termination date: 20171221

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee