CN103501154A - 三相交流异步电动机的低速控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三相交流异步电动机的低速控制装置，所述低速控制装置包括：顺次相连的主电路、检测电路、控制电路和驱动电路，其中，所述控制电路包括：转速环模块，用于接收转速环的给定转速和反馈转速，计算电流环的给定值并输出到电流环；电流环模块，用于接收转速环的输出值和电流环反馈值，并输出电流环的输出值；脉宽控制信号生成模块，用于接收所述电流环的输出值并生成控制三相交流异步电动机的脉宽控制信号。并将该脉宽控制信号输送到驱动电路，控制三相交流异步电动机在低速状态下稳定运行。本发明能够抑制电动机低速运行时的脉动、噪声大的问题，提高电机的工作效率。

Description

三相交流异步电动机的低速控制装置

技术领域

本发明涉及电动机的控制装置领域，具体涉及一种三相交流异步电动机的低速控制装置。

背景技术

随着工业生产的日新月异，交流异步电动机的应用也越来越广泛，日常生活中有70%以上的电能用于交流异步电机的控制。因此，在满足运行、工艺、生产等要求的同时减少运行损耗，延长电机寿命，研究高性能的电机控制技术是非常必要的。

交流电动机在工作过程中，其转速与电源的频率有关，为了使得电动机运行稳定，通常用变频器来改变交流电的频率，从而达到改变电动机转速的目的。当电动机在低速情况下运行时，由变频器构成的交流调速系统在低速启动时由于启动转矩小，造成交流电机启动困难甚至无法启动；由于变频器运行过程中会产生高次谐波，引起电动机的转速脉动及电动机发热，并且电动机运行噪声也加大，当变频器距电动机距离较大加上高次谐波对控制电路的干扰，极易引起电动机转速脉动运行；当交流电动机低速稳态运行时，由于受电网电压波动或系统负载的变化及变频器输出电压波形的畸变，将造成电动机的抖动。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种三相交流异步电动机的低速控制装置，来解决以上背景技术部分提到的问题。

本发明实施例提供了一种三相交流异步电动机的低速控制装置，所述装置包括：

主电路，用于给三相交流异步电动机提供电压；

检测电路，用于检测所述三相交流异步电动机的电流并进行电流采样；

控制电路，用于根据采样到的电流信号运算生成脉宽控制信号；

驱动电路，用于根据产生的脉宽控制信号控制所述三相交流异步电动机，

其中，所述控制电路包括：

转速环模块，用于接收转速环的给定转速和反馈转速，计算电流环的给定值并输出到电流环，其中，所述电流环的给定值包括给定励磁电流、给定转矩电流和给定相位；

电流环模块，用于接收转速环的输出值和电流环反馈值，并输出电流环的输出值；

脉宽控制信号生成模块，用于接收所述电流环的输出值并生成控制三相交流异步电动机的脉宽控制信号。

进一步地，所述转速环模块的响应时间为1ms，所述电流环模块的响应时间为200us。

进一步地，所述转速环模块接收的反馈转速根据下述公式5运算得到：

式5

ω=ω₁-ω₂

其中，ω₁为定子频率，根据转速环模块的给定转速和反馈转速之差再通过积分器获得；ω₂为滑差，记为

其中，T_r为转子的时间常数，

为电流环给定转矩电流，

为电流环给定励磁电流。

进一步地，所述给定转矩电流根据参考无功功率和反馈无功功率之差再经过比例积分调节器运算获得。

进一步地，所述电流环模块还包括转矩电流补偿单元，用于当所述三相交流异步电动机在低速和空载状态时，提高所述电流环模块的给定转矩电流。

进一步地，所述转矩电流补偿模块通过增加电流补偿来提高给定转矩电流，所述电流补偿根据下述公式6运算得到：

式6

$\mathrm{\ΔI}=T_r\·\mathrm{\Δ\ω}\·i_d^{*}$

其中，Δω为滑差补偿，所述滑差补偿根据下述公式7运算得到：

式7

$\mathrm{\&Delta;\&omega;}=\left\{\begin{array}{cc}0& {\mathrm{\&omega;}}^{*}\&GreaterEqual;{\mathrm{\&omega;}}_L^{*}\\ ({\mathrm{\&omega;}}_L^{*}-{\mathrm{\&omega;}}^{*})/2& {\mathrm{\&omega;}}^{*}<{\mathrm{\&omega;}}_L^{*}\end{array}\right.$

其中，

为第一阈值，ω^*为转速环模块接收的给定转速。

进一步地，所述电流环的给定相位根据定子频率经过积分器后获得。

进一步地，所述给定励磁电流按照下述公式8的规律线性变化，

式8

$I_d=\left\{\begin{array}{cc}{I}_{m0}+I_{m0}\&CenterDot;K_{\mathrm{\&omega;com}}\&CenterDot;(1-\frac{{\mathrm{\&omega;}}_1}{{\mathrm{\&omega;}}_0})& {\mathrm{\&omega;}}_1<{\mathrm{\&omega;}}_0\\ I_{m0}& {\mathrm{\&omega;}}_1\&GreaterEqual;{\mathrm{\&omega;}}_0\end{array}\right.$

其中，I_m0为给定励磁电流的阈值电流值，ω₀为第二阈值，K_ωcom为比例常数。

进一步地，所述控制电路是以TMS320F28035微控器为核心的DSP处理芯片。

进一步地，所述三相交流异步电动机的低速控制是指三相交流异步电动机的转速在额定转速的百分之十以下。

本发明实施例提供的三相交流异步电动机的低速控制装置，通过转速环模块接收给定转速和反馈转速，计算电流环的给定值并输出到电流环，通过电流环模块接收转速环模块的输出值和电流环反馈值，并输出电流环的输出值，通过脉宽控制信号生成模块接收电流环的输出值并生成控制三相交流异步电动机的脉宽控制信号，从而使得三相交流异步电动机在低速状态下稳定运行。本发明能够抑制电动机低速运行时的脉动、抖动和噪声大的问题，提高电机的工作效率和调试性能。

附图说明

下面将通过参照附图详细描述本发明的示例性实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本发明的上述及其他特征和优点，附图中：

图1是本发明实施例的三相交流异步电动机的低速控制装置的整体结构图；

图2为本发明实施例的三相交流异步电动机的低速控制装置的结构框图；

图3是本发明实施例的三相交流异步电动机的三轴、二维的A-B-C坐标轴与二轴、二维的α-β两相静止坐标轴的关系矢量图；

图4是本发明实施例的三相交流异步电动机的以磁极轴为基准的两相旋转d-q坐标轴与控制上假定的dc-qc轴的关系矢量图；

图5是本发明实施例的三相交流异步电动机的低速控制装置中dc轴上励磁电流变化示意图；

图6是本发明实施例的三相交流异步电动机在低速状态下电流的正弦波形图；

图7是本发明实施例的三相交流异步电动机在低速状态下的磁链角波形图；

图8是本发明实施例的三相交流异步电动机从静止加速到1Hz时转速和转矩电流波形图；

图9是本发明实施例的三相交流异步电动机在1Hz时加负载后转速和转矩电流波形图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。

本发明实施例的三相交流异步电动机的低速控制装置可以运用于装有三相交流异步电动机的驱动机床、水泵、鼓风机、压缩机、起重卷扬设备、矿山机械、轻工机械以及家用电器和医疗器械等方面，其中，在家用电器中的应用最多，该家用电器可以是洗衣机、电风扇、空调机、吸尘器、电冰箱、油烟机等等中的任意一种，运用包括本发明实施例提供的三相交流异步电动机的低速控制装置的三相交流异步电动机，能够使得电机在低速运行时，运行稳定、噪声小，从而提高电机的工作效率和调试性能。

图1是本发明实施例的三相交流异步电动机的低速控制装置的整体结构图。

如图1所示，该三相交流异步电动机的低速控制装置包括主电路11、检测电路12、控制电路13、驱动电路14。其中，所述主电路11包括整流电路111和逆变电路112。

在本实施例中，所述主电路11用于给三相交流异步电动机提供电压，包括整流电路111和逆变电路112。

其中，所述整流电路111用于将可变电压、可变频率的三相交流电压转换为固定电压、固定频率的直流电压。所述整流电路111与逆变电路112连接，所述整流电路111一般由变压器、整流主电路和滤波器等组成。它在直流电动机的调速、发电机的励磁调节、电解、电镀等领域得到广泛应用，滤波器接在整流主电路与逆变电路之间，主要用于滤除脉动直流电压中的交流成分。

所述逆变电路112用于将所述固定电压、固定频率的直流电压转换为交流电压，并将所述交流电压施加到三相交流异步电动机。所述逆变电路112的输出端与三相交流异步电动机相连，另一端与驱动电路14相连。

在本实施例中，所述检测电路12包括霍尔电流采样元件121，用于对由所述逆变电路112施加到三相交流异步电动机15的电流进行采样。

在本发明的一个优选实施例中，所述检测电路12还包括温度检测模块122、辅助电源模块123、母线电压检测模块124。如图1中的虚线框所示，其中，所述温度检测模块122用于对逆变电路112进行温度检测。所述辅助电源模块123用作备份电源，在应急状态下，可作应急电源。所述母线电压检测模块124用于对由所述逆变模块施加到三相交流异步电动机的电压进行检测，避免过高的母线电压对驱动电路中器件造成损坏。

在本实施例中，所述三相交流异步电动机的低速控制装置采用的控制电路13是以TMS320F28035微控制器为核心的DSP处理芯片，该微控制器是一款32位数据处理器，在电机控制领域具有广泛的应用，具有丰富的外设接口，集成有高达16路的12位模数转换器（Analog-to-Digital Converter，简称ADC），用于将连续变量的模拟信号转换为离散的数字信号；总线接口，其外部连接有故障保护设备；外部中断设备；正交编码器脉冲（Quadrature Encoder Pulse，简称QEP）；串行外设接口（serial peripheral interface，简称SPI）；控制器局域网络（Controller Area Network,简称CAN），该微控制器在内部集成CAN控制器，用它来组建CAN总线实时监控系统，通过外部连接的上位机监控设备，可以实现数据相互通信；总线扩展器（General Purpose Input Output，简称GPIO），其外部连接有继电控制电路和电可擦可编程只读存储器，使得控制器在断电后数据不丢失，并能够擦除已有程序重新编程。

在本实施例中，所述驱动电路14用于根据所述控制电路13运算生成的脉宽控制信号，控制三相交流异步电动机。

在本发明的一个优选实施例中，所述三相交流异步电动机的低速控制装置还包括故障保护电路15，所述故障保护电路15用于根据所述检测电路中霍尔电流采样模块121、温度检测模块122和母线电压检测模块124分别检测到的电流、温度和电压对所述三相交流异步电动机进行保护，并且所述故障保护电路15可以连接外部端子，使得控制电路13的屏内设备和屛外设备的线路相连接，起到信号传输的作用。

图2为本发明实施例的三相交流异步电动机的低速控制装置的结构框图，如图2所示，该三相交流异步电动机的低速控制装置包括主电路21、检测电路22、控制电路23、驱动电路24、故障保护电路25。其中，所述主电路21包括整流电路211和逆变电路212，所述检测电路22包括霍尔电流采样模块221、温度检测模块222、辅助电源模块223和母线电压检测模块224。

在图2中，所述主电路21、检测电路22、驱动电路24和故障保护电路25与图1中所述的主电路11、检测电路12、驱动电路14和故障保护电路15相同，在此不再赘述。

在本实施例中，所述控制电路23根据检测电路22中的霍尔电流采样模块221采样到的电流信号运算生成脉宽控制信号（PWM）。具体地，所述控制电路23包括转速环模块231、电流环模块232和脉宽控制信号生成模块233。其中，所述转速环模块231用于接收转速环的给定转速ω^*和反馈转速ω，将给定转速ω^*和反馈转速ω之差通过第一积分器得到定子频率ω₁，根据ω₁结合电流环模块232的反馈电流，计算电流环模块232的给定值并输出到电流环，其中，所述电流环的给定值包括给定励磁电流给定转矩电流

和给定相位θ。当三相交流异步电动机处于低速或者空载状态下时，转矩电流通常为负值或者很小，因此，本发明实施例通过转矩电流补偿单元2321来提高给定转矩电流

所述电流环模块232接收转速环模块231的输出值和电流环反馈电流i_d和i_q，将电流环模块232的给定励磁电流

和反馈电流i_d之差经过第二PI调节器，便得到电流环的输出电压

将电流环模块232的给定转矩电流

和反馈电流i_q之差经过第三PI调节器，便得到电流环的输出电压

此外，通过将定子频率ω₁积分运算后得到电流环模块232的给定交流相位θ，将电流环的输出电压和

结合给定交流相位θ进行Park逆变换，得到施加于三相交流异步电动机的电压

和

再将

和进行矢量运算算法后得到三个脉冲占空比

和

其中，所述矢量运算算法优选可以是空间矢量脉冲宽度调制（SVPWM）算法，脉宽控制信号生成模块233根据

和

得到脉宽控制信号，将PWM信号施加到驱动电路24上，驱动逆变电路212的绝缘栅双极型晶体管（IGBT）的开通和断开，当驱动电路24开通时，将该脉宽控制信号输送到逆变电路212，将逆变电路212的交流输出一侧作为控制对象，例如可以连接着由磁铁电动机构成的三相交流异步电动机从而控制三相交流异步电动机在低速状态下稳定运行，所述低速是指三相交流异步电动机的转速在额定转速的10%以下，即本发明实施例提供的三相交流异步电动机的低速控制装置能够使电动机在额定转速的10%以下稳定运行。由此，实现了三相交流异步电动机在低速状态下稳定的运行，能够很好的抑制电机低速运行时出现的脉动和噪声大的问题，提高电机的工作效率和调试性能。

图3是本发明实施例的三相交流异步电动机的三轴、二维的A-B-C坐标轴与二轴、二维的α-β两相静止坐标轴的关系矢量图。在本实施例中，检测电路22中的霍尔电流采样模块221采样得到三相交流电流，经过Clark坐标变换后将三相交流电流坐标系变换为二相静止电流坐标系，即将原来三相绕组上的电流回路方程式简化成两相绕组上的电流回路方程式，从三相定子A-B-C坐标系转换为两相静止定子α-β坐标系，从而将霍尔电流采样模块采集到三相电流i_a、i_b和i_c转化为两相电流i_α和i_β，方便处理。

图4是本发明实施例的三相交流异步电动机的磁极轴为基准的d-q坐标轴与控制上假定的dc-qc轴的关系矢量图，将经过Clark坐标变换后的两相电流i_α和i_β经过Park坐标变换，分别得到dc轴和与dc轴正交的qc轴的反馈电流i_d和i_q。如图4所示，把三相交流异步电动机内的实际磁极轴作为d轴，把与d轴正交的轴作为q轴，进而把在控制器内假定的两相旋转坐标轴为dc-qc轴，这样处理的好处在于，交流电流经过Clark坐标变换后，转矩依然依靠转子通量，为了方便控制和计算，再对其进行Park变换后的坐标系以转子相同的速度旋转，且dc轴与转子磁通位置相同，则转矩电流表达式只与相位有关，实现了静止坐标系到与三相交流异步电动机的磁极轴同步旋转的坐标系的转换，从而方便控制和计算。

在本实施例中，所述转速环模块231用于接收转速环的给定转速ω^*和反馈转速ω，计算电流环模块232的给定值并输出到电流环，其中，所述电流环模块232的给定值包括给定励磁电流

给定转矩电流和给定相位θ。所述转速环模块231的响应时间为1ms，所述电流环模块232的响应时间为200us。

具体地，所述转速环模块231接收的反馈转速根据下述公式9运算得到：

式9

ω=ω₁-ω₂

其中，ω₁为定子频率，根据转速环模块231的给定转速ω^*和反馈转速ω之差再通过积分器获得；ω₂为滑差转速，如果把转子电阻记为R，转子的时间常数记为T_r=L_m/R，则所述滑差转速ω₂可根据以下的式10运算得到，

式10

${\mathrm{\&omega;}}_2=\frac{1}{T_r}\&CenterDot;\frac{i_q^{*}}{i_d^{*}}$

在本实施例中，所述给定励磁电流

根据定子频率ω₁的变化线性变化，当所述三相交流异步电动机刚启动时，所述给定励磁电流

较大，使得所述三相交流异步电动机能够快速建立磁场；当所述三相交流异步电动机的磁场稳定后，所述给定励磁电流

较小。

图5是本发明实施例的三相交流异步电动机的低速控制装置中给定励磁电流

变化示意图，如图5所示，如果把励磁电流的阈值电流值记为I_m0，第二阈值记为ω₀，三相交流异步电动机的定子频率记为ω₁，比例常数记为K_ωcom，则所述给定励磁电流

按照下述公式11的规律线性变化，

式11

$I_d=\left\{\begin{array}{cc}{I}_{m0}+I_{m0}\&CenterDot;K_{\mathrm{\&omega;com}}\&CenterDot;(1-\frac{{\mathrm{\&omega;}}_1}{{\mathrm{\&omega;}}_0})& {\mathrm{\&omega;}}_1<{\mathrm{\&omega;}}_0\\ I_{m0}& {\mathrm{\&omega;}}_1\&GreaterEqual;{\mathrm{\&omega;}}_0\end{array}\right.$

在本实施例中，所述给定转矩电流根据参考无功功率

与反馈无功功率q_m之差再通过第一PI调节器得到。

如果把三相交流异步电动机的qc轴互感记为L_m，则所述参考无功功率为

所述反馈无功功率

其中I_s为三相交流异步电动机的定子电流，e_m为三相交流异步电动机的感应电压，则将参考无功功率q_m ^*与反馈无功功率q_m通过减法器之差再通过第一PI调节器，便得到给定转矩电流

在本实施例中，当三相交流异步电动机在低速和空载状态下运行时，由于无功功率很小，干扰通常使得qc轴上的转矩电流为负值，这使得三相交流异步电动机的带载能力很小甚至完全丧失，因此，电流环模块232通过转矩电流补偿单元2321来提高qc轴上的转矩电流。具体地，所述转矩电流补偿单元2321通过增加电流补偿来提高给定转矩电流，所述电流补偿根据下述公式12运算得到：

式12

$\mathrm{\&Delta;I}=T_r\&CenterDot;\mathrm{\&Delta;\&omega;}\&CenterDot;i_d^{*}$

其中，Δω为滑差补偿，所述滑差补偿根据下述公式13运算得到：

式13

$\mathrm{\&Delta;\&omega;}=\left\{\begin{array}{cc}0& {\mathrm{\&omega;}}^{*}\&GreaterEqual;{\mathrm{\&omega;}}_L^{*}\\ ({\mathrm{\&omega;}}_L^{*}-{\mathrm{\&omega;}}^{*})/2& {\mathrm{\&omega;}}^{*}<{\mathrm{\&omega;}}_L^{*}\end{array}\right.$

其中，

为第一阈值，ω^*为转速环模块231接收的给定转速，当ω^*大于等于于第一阈值

时，转矩电流补偿单元2321不进行电流补偿，当ω^*小于第一阈值

时，转矩电流补偿单元2321进行电流补偿，来提高给定转矩电流

在本实施例中，将定子频率ω₁通过第二积分器，便得到三相交流异步电动机的驱动频率相关的给定相位θ。

在本实施例中，所述电流环模块232接收转速环模块231的输出值和电流环反馈值，将给定励磁电流

和给定转矩电流

分别与电流环模块232的反馈电流i_d和i_q相减，将二者之差分别经过第二和第三PI调节器，便得到电流环的dc轴和qc轴上的输出电压

和

将

和θ经过park逆变换后得到施加于三相交流异步电动机的电压

和

将

和

经过矢量运算算法后得到三个脉冲占空比

和

其中，所述矢量运算算法优选可以是空间矢量脉冲宽度调制（SVPWM）算法。

在本实施例中，所述脉宽控制波形生成模块233根据所述脉冲占空比

和

生成脉宽控制信号（PWM信号）。将PWM信号施加到驱动电路24上，驱动逆变电路212的绝缘栅双极型晶体管（IGBT）的开通和断开，在逆变电路212的输出一侧作为控制对象，例如连接着由磁铁电机构成的三相交流异步电动机，由此实现了三相交流异步电动机在低速状态下良好的运行，能够很好的抑制电机低速运行时的脉动和噪声大的问题，提高电机的工作效率和调试性能。

图6是本发明实施例的三相交流异步电动机在1Hz时的电流正弦波形图。本发明实施例中电动机的额定转速为50HZ，因此，电动机在1HZ时处于低速运行状态。如图6所示，线条61和线条62分别代表三相交流异步电动的在低速状态下的A相电流波形图和B相电流波形图，可以发现，本发明实施例提供的电动机的低速控制装置使得电流的波形比较平滑，电机转动比较平稳。改变了传统的三相交流异步电动机在低速运行状态下的电流畸变比较严重、响应速度慢、调速系统的控制精度低、动态性能指标差的情况。

图7是本发明实施例的三相交流异步电动机在转速为1HZ时的磁链角波形图。从图7中可以发现，当三相交流异步电动机的转速为1Hz时，本发明实施例提供的三相交流异步电动机的低速控制装置使得磁链角在0°～360°（对应的标幺值为0～1）的范围内的连续平稳的变化，改变了传统的三相交流异步电动机在低速运行状态下的磁链畸变比较严重的问题。

图8是本发明实施例的三相交流异步电动机从静止加速到1Hz时转速和转矩电流波形图。在图8中，线条81代表三相交流异步电动机从静止加速到1Hz时的转速波形图，线条82代表三相交流异步电动机从静止加速到1Hz时的转矩电流波形图，从图中可以发现，三相交流异步电动机在开始加速的时候，转矩电流有些波动，但是在很短的时间内迅速的稳定下来，三相交流异步电动机也较快地达到平稳状态。

图9是本发明实施例的三相交流异步电动机在1Hz时加负载后转速和转矩电流波形图。在图9中，线条91代表三相交流异步电动机在1Hz时加负载后的转速波形图，线条92代表三相交流异步电动机在1Hz时加负载后的转矩电流波形图，从图中可以看到，电机的转矩电流I_q随着负载的加大而变大，从而和三相交流异步电动机所加的负载相匹配，最终达到一个能够平衡负载的稳定值。该波形说明本发明实施例提供的三相交流异步电动机的低速控制装置使得三相交流异步电动机有很强的带载能力，一般情况下，三相交流异步电动机的输出电流可以达到额定电流的150%左右，因此，本发明实施例提供的三相交流异步电动机使得电动机在低速状态下具有较强的带载能力。

本发明实施例提供的三相交流异步电动机的低速控制装置，通过转速环模块接收给定转速和反馈转速，计算电流环的给定值并输出到电流环，通过电流环模块接收转速环模块的输出值和电流环反馈值，并输出电流环的输出值，通过脉宽控制信号生成模块接收电流环的输出值并生成控制三相交流异步电动机的脉宽控制信号，从而使得三相交流异步电动机在低速状态下稳定运行。由此，实现了三相交流异步电动机在低速时运行稳定、转矩脉动小、电流和磁链平稳、响应速度快，从而使得它将使交流异步电机在低速运行方面也能成为工业电机调速的主流，对设备成本、维护、节能等也将产生重要的意义。

显然，本领域技术人员应该明白，上述的本发明的各模块可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，他们可以用计算机装置可执行的程序代码来实现，从而可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件的结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种三相交流异步电动机的低速控制装置，其特征在于，包括：

主电路，用于给三相交流异步电动机提供电压；

检测电路，用于检测所述三相交流异步电动机的电流并进行电流采样；

控制电路，用于根据采样到的电流信号运算生成脉宽控制信号；

驱动电路，用于根据产生的脉宽控制信号控制所述三相交流异步电动机，

其中，所述控制电路包括：

转速环模块，用于接收转速环的给定转速和反馈转速，计算电流环的给定值并输出到电流环，其中，所述电流环的给定值包括给定励磁电流、给定转矩电流和给定相位；

电流环模块，用于接收转速环的输出值和电流环反馈值，并输出电流环的输出值；

脉宽控制信号生成模块，用于接收所述电流环的输出值并生成控制三相交流异步电动机的脉宽控制信号。

2.根据权利要求1所述的三相交流异步电动机的低速控制装置，其特征在于，所述转速环模块的响应时间为1ms，所述电流环模块的响应时间为200us。

3.根据权利要求1所述的三相交流异步电动机的低速控制装置，其特征在于，所述转速环模块接收的反馈转速根据下述公式1运算得到：

式1

ω=ω₁-ω₂

其中，ω₁为定子频率，根据转速环模块的给定转速和反馈转速之差再通过积分器获得；ω₂为滑差，记为其中，T_r为转子的时间常数，

为电流环给定转矩电流，为电流环给定励磁电流。

4.根据权利要求3所述的三相交流异步电动机的低速控制装置，其特征在于，所述给定转矩电流根据参考无功功率和反馈无功功率之差再经过比例积分调节器运算获得。

5.根据权利要求1所述的三相交流异步电动机的低速控制装置，其特征在于，所述电流环模块还包括转矩电流补偿单元，用于当所述三相交流异步电动机在低速和空载状态时，提高所述电流环模块的给定转矩电流。

6.根据权利要求5所述的三相交流异步电动机的低速控制装置，其特征在于，所述转矩电流补偿模块通过电流补偿来提高给定转矩电流，所述电流补偿根据下述公式2运算得到：

式2

$\mathrm{\&Delta;I}=T_r\&CenterDot;\mathrm{\&Delta;\&omega;}\&CenterDot;i_d^{*}$

其中，Δω为滑差补偿，所述滑差补偿根据下述公式3运算得到：

式3

$\mathrm{\&Delta;\&omega;}=\left\{\begin{array}{cc}0& {\mathrm{\&omega;}}^{*}\&GreaterEqual;{\mathrm{\&omega;}}_L^{*}\\ ({\mathrm{\&omega;}}_L^{*}-{\mathrm{\&omega;}}^{*})/2& {\mathrm{\&omega;}}^{*}<{\mathrm{\&omega;}}_L^{*}\end{array}\right.$

其中，

为第一阈值，ω^*为转速环模块接收的给定转速。

7.根据权利要求1所述的三相交流异步电动机的低速控制装置，其特征在于，所述电流环的给定相位根据所述定子频率经过积分器后获得。

8.根据权利要求3所述的三相交流异步电动机的低速控制装置，其特征在于，所述给定励磁电流按照下述公式4的规律线性变化，

式4

$I_d=\left\{\begin{array}{cc}{I}_{m0}+I_{m0}\&CenterDot;K_{\mathrm{\&omega;com}}\&CenterDot;(1-\frac{{\mathrm{\&omega;}}_1}{{\mathrm{\&omega;}}_0})& {\mathrm{\&omega;}}_1<{\mathrm{\&omega;}}_0\\ I_{m0}& {\mathrm{\&omega;}}_1\&GreaterEqual;{\mathrm{\&omega;}}_0\end{array}\right.$

其中，I_m0为给定励磁电流的阈值电流值，ω₀为第二阈值，K_ωcom为比例常数。

9.根据权利要求1所述的三相交流异步电动机的低速控制装置，其特征在于，所述控制电路是以TMS320F28035微控器为核心的DSP处理芯片。

10.根据权利要求1所述的三相交流异步电动机的低速控制装置，其特征在于，所述三相交流异步电动机的低速控制是指三相交流异步电动机的转速在额定转速的百分之十以下。

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