CN106208861A - 控制感应电机的系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种控制感应电机的系统，其包括：输入单元，其用于接收针对感应电机的高速度的命令速度；命令电压输出单元，其用于根据命令速度来生成用于操作逆变器的命令电压并将所生成的命令电压输出到逆变器；控制单元，其用于控制命令电压输出单元，使得将输出到逆变器的命令电压与操作限制电压进行比较并且取决于比较的结果，将命令电压校正为落入到操作限制电压内；以及逆变器，其用于取决于经校正的命令电压来控制高速度的感应电机。

Description

控制感应电机的系统
技术领域
本发明涉及控制感应电机的系统，更特别地涉及用于控制高速区中的感应电机的控制感应电机的系统。
背景技术
在包括电机的现场(例如电扇、泵、风机、电动汽车、电动轨道车等)的各种工业现场中需要以高速度操作电机的能力。
在各种现场中的电机当中，为了在高于预设额定速度的高速区中操作感应电机，弱磁控制(即通过减小电机的转子的磁通量来操作电机)是必要的。
通常，感应电机的输出电压随着感应电机的速度的增大而增大。
弱磁控制是能够通过适当地调节随着电机的速度而增大的输出电压(即，反电动势)并且之后控制电机并且继而确保可以在逆变器中综合的电压裕度安全来控制高速区中的电机的技术。
更具体地，弱磁控制意指当输出电压值高于预设额定电压时减小转子的磁通量的方法。
在感应电机当中的AC电机的情况下，在使用通量控制器基于转子的磁通量进行矢量控制(或存档的定向控制)时，反电动势通过减小弱磁操作范围中的磁通量分量的电流来限制。
基于电流的控制的这种弱磁控制具有如下问题：其结构是复杂的，并且动态特性取决于通量控制器的增益的选择而变化。
图1是根据现有技术的控制感应电机的系统的配置的框图。
参考图1，从AC电源102输出的三相AC功率通过二极管103被转换成DC功率，并且所转换的DC功率通过滤波器被滤波并且之后被施加到PWM逆变器104。取决于从磁通量控制器106和矢量控制系统107输出的门控信号而将被施加到PWM逆变器104的DC功率转换成AC功率，并且之后将其输送到感应电机105。
图2是示出了根据现有技术的控制感应电机的系统中的用于生成磁通量的磁通量控制器的示意图。
当矢量控制由图2中的磁通量控制器106执行时，针对坐标系统中的以同步速度旋转的转子的d轴磁通量的等式如下：
[等式1]
dλ d r e d t = R r L m L r i d s e - R r L r λ d r e
等式1是当执行矢量控制时针对坐标系统中的以同步速度旋转的转子的d轴磁通量的等式。在等式1中，λdre指示转子的d轴磁通量，Lm指示磁化电感，Lr指示转子的电感，并且Rr指示转子的电阻。
参考图2，磁通量控制器106接收同步坐标系统的d轴磁通量命令λdre*和磁通量λdre。电流控制单元203通过使用接收到的d轴磁通量命令λdre*和磁通量λdre来执行根据图2中示出的公式的比例积分。前馈单元202根据图2中示出的公式来前馈磁通量λdre的变化部分。
由电流控制单元203和前馈单元202生成的命令电流idse*通过借助于磁通量生成单元204的比例积分被转换为磁通量λdre。由磁通量生成单元204转换的磁通量被输送到矢量控制系统107。
在图2中，“S”代表拉普拉斯算子，即，微分运算。换言之，电流控制单元203通过使用比例增益Kp和积分增益Ki来执行由“1/S”表示的积分运算。之后，磁通量生成单元204执行被指示为“S”的微分运算。
矢量控制系统107基于所转换的磁通量λdre来生成门控信号并将其施加到PWM逆变器104。
因此，传统磁通量控制器106具有如下问题：由于其包括微分运算和积分运算，其是相对复杂的运算过程，所以存在归因于这样的复杂的且过多的运算改善运算的性能的限制。具体地，由于现有磁通量控制器106通过使用比例增益Kp和积分增益Ki来执行积分运算，所以存在如下问题：性能极大地取决于比例增益Kp和积分增益Ki而波动。
即，存在如下问题：比例增益Kp和积分增益Ki越大，归因于运算的数量的减少的运算速度越快，但是误差越大。
另一方面，还存在如下问题：比例增益Kp和积分增益Ki越小，误差越小，但是归因于运算的数量的增加的运算速度越慢。
另外，可能不能恰当地防止归因于磁通量控制器106的误差的电机的输出电压的增加，或者否则归因于磁通量控制器106的缓慢运算速度而不能恰当地供应门控信号。因此，存在如下问题：取决于磁通量控制器106的增益Kp和Ki，由系统对感应电机105的控制变得不稳定。
发明内容
本发明的方面在于提供一种控制感应电机的系统，其能够在没有通量控制器的情况下在电机以高于预设额定速度的速度运行的高速度操作区中执行弱磁控制。
本发明不限于上述方面，并且本发明的其他方面将容易由本领域技术人员从下面的描述中得到理解。本文中未提到的本发明的其他目的和优点将由下面的描述理解。另外，将清楚地认识到本发明的目的和优点可以借助于随附专利权利要求及其组合中阐述的装置来实施。
根据本发明的用于实现如上文的目的的一个方面，本发明提供一种控制感应电机的系统，其包括：输入单元，其用于接收用于以高于预设速度的高速度操作感应电机的命令速度；命令电压输出单元，其用于基于接收到的命令速度来生成用于操作逆变器的命令电压并将所生成的命令电压输出到逆变器；控制单元，其用于控制命令电压输出单元，使得将输出到逆变器的命令电压与预设操作限制电压进行比较并且取决于比较的结果，将所生成的命令电压校正为落入到预设操作限制电压内；以及逆变器，其用于取决于经校正的命令电压老控制高速度的感应电机。
附图说明
图1是示出根据现有技术的控制感应电机的系统的配置的框图。
图2是示出了根据现有技术的控制感应电机的系统中的用于生成磁通量的磁通量控制器的示意图。
图3是根据本发明的实施例的控制感应电机的系统的配置的框图。
图4是根据本发明的优选实施例的控制感应电机的系统的配置的框图。
图5是根据本发明的优选实施例的命令电压校正单元的配置的框图。
图6是示出了根据本发明的实施例的控制感应电机的方法的流程图。
图7是示出了根据本发明的优选实施例的控制感应电机的方法的流程图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述本发明的各实施例。应当理解，本发明不限于下面的实施例，并且各实施例仅出于说明的目的而被提供。本发明的范围应当仅仅由随附权利要求和其等效方案限定。
将参考附图详细描述如以上所描述的本发明的目的、特征和优点，并且因此本发明的技术构思可以容易地由本领域技术人员根据下面的详细描述的阅读来实现。
在描述本发明时，如果认为关于与本发明相关的公知技术的详细描述不必要地使本发明的目标模糊不清，则省略这样的详细描述。
现在将参考附图详细描述本发明的优选实施例。在附图中，相同的附图标记被用于指示相同或相似的元件。
在下文中，将参考图3到图7详细描述根据本发明的实施例的控制感应电机的系统的配置和控制感应电机的方法。
图3是根据本发明的实施例的控制感应电机的系统的配置的框图。
参考图3，一种控制感应电机的系统包括：AC电源102、二极管整流单元103、PWM逆变器104、检测单元302、控制单元301、输入单元303、命令电流计算单元306、命令电压计算单元305、命令电压校正单元304、矢量控制系统307、操作切换单元308以及门控信号生成单元309。
AC电源102可以将三相AC功率输出到感应电机105。
二极管整流单元103将从AC电源102输出的三相AC功率转换成DC功率，并将所转换的DC功率输出到PWM逆变器104。所转换的DC功率通过在PWM逆变器104的输入端处提供的电感器和电容器滤波，并且之后被存储在PWM逆变器104的输入端处的电容器中作为DC功率Vdc。
PWM逆变器104接收由门控信号生成单元309生成的门控信号，取决于接收到的门控信号而将DC功率转换成AC功率，并且将所转换的AC功率输出到感应电机105。
感应电机105可以根据AC功率输出来操作。
检测单元302可以检测感应电机105的命令扭矩Te*和输出速度Wm。当检测到输出速度时，检测单元302可以将关于检测到的命令扭矩和输出速度的信息发送到控制单元301。
输入单元303可以从外部接收命令磁通量λdre*和命令速度Wm*并将接收到的磁通量和命令速度发送到控制单元301。
控制单元301可以检测施加到门控信号生成单元309的命令电压。控制单元301可以基于检测到的命令电压来控制操作切换单元308并取决于预设条件而选择生成门控信号所需要的新命令电压。在本发明的优选实施例中，控制单元301可以基于命令电压根据预设条件来选择矢量控制系统307和命令电压校正单元304中的任何一个作为输入装置，将要被施加到门控信号生成单元309的输出电压施加到该输入装置。
根据本发明的优选实施例的控制感应电机的系统可以通过由控制单元301根据预设条件从矢量控制系统307和命令电压校正单元304中选择的输入装置来生成命令电压，并将所生成的命令电压发送到门控信号生成单元309。更具体地，控制单元301可以检测要被施加到门控信号生成单元309的命令电压并基于检测到的命令电压来确定是否满足预设条件。
预设条件的示例可以包括关于命令电压是否被过度调制。更具体地，控制单元301确定检测到的命令电压是小于还是等于用于限制逆变器的操作的电压值(其为用于操作逆变器的电压值)，并取决于确定的结果而选择用于生成命令电压的装置。
当由控制单元301检测到的命令电压小于用于限制逆变器的操作的预设电压值时，控制单元301可以选择矢量控制系统307作为用于生成命令电压的装置。当矢量控制系统307被选择作为用于生成命令电压的装置时，控制感应电机的系统通过矢量控制系统307来生成命令电压，并将所生成的命令电压施加到门控信号生成单元309。
当检测到的命令电压大于用于限制逆变器的操作的预设电压值时，控制单元301可以选择命令电压输出单元作为用于生成命令电压的装置。命令电压输出单元可以包括如图3所示的命令电压校正单元304、命令电压生成单元305以及命令电流计算单元306。控制单元301可以选择命令电流计算单元306、命令电压生成单元305以及命令电压校正单元304作为用于生成和校正命令电压的装置。当命令电流计算单元306、命令电压生成单元305以及命令电压校正单元304被选择作为用于生成和校正命令电压的装置时，控制感应电机的系统可以通过命令电流计算单元306、命令电压生成单元305以及命令电压校正单元304来生成命令电压，并将其施加到门控信号生成单元309。
另外，控制单元301可以将接收到的命令磁通量、命令速度、检测到的扭矩命令和输出速度发送到命令电流计算单元306或矢量控制系统307。
命令电流计算单元306可以基于接收到磁通量、命令速度、命令扭矩和输出速度来计算命令电流。命令电流计算单元306可以将所计算的命令电流发送到命令电压计算单元305。
命令电压计算单元305可以基于接收到的命令电流来生成命令电压。命令电压计算单元305可以将所生成的命令电压输出到命令电压校正单元304。
命令电压校正单元304可以基于预设电压条件来将接收到的命令电压校正到特定电压量。更具体地，命令电压校正单元304可以将接收到的命令电压校正到小于或等于额定电压的电压。即，命令电压校正单元304可以将通过命令电压计算单元305生成和发送的命令电压校正到可以由门控信号生成单元309和PWM逆变器104接收和控制的范围的电压。
门控信号生成单元309可以基于由控制单元301的选择生成的命令电压来生成迫使PWM逆变器104驱动的门控信号。门控信号生成单元309可以将所生成的门控信号发送到PWM逆变器104。
可以根据接收到的门控信号来驱动PWM逆变器104。另外，PWM逆变器104可以通过使用接收到的门控信号和被发送的DC功率来控制感应电机105的速度Wm。
在下文中，将参考图4详细描述命令电流计算单元、命令电压计算单元以及命令电压校正单元的配置和操作。
图4是示出根据本发明的优选实施例的控制感应电机的系统的配置的框图。
如果确定要被施加到图3中的门控信号生成单元309的命令电压大于用于限制逆变器的驱动的预设电压值，则控制单元301可以通过图3中的操作切换单元308来选择用于生成命令电压的装置作为图3中的命令电压校正单元304，其中通过命令电压校正单元304生成命令电压的方法是将参考图4描述的生成命令电压的方法。
命令电流计算单元306可以基于命令扭矩、命令磁通量、命令速度和输出速度来计算命令电流。更具体地，命令电流计算单元306可以基于从图3中的控制单元301发送的图3中的感应电机105的命令扭矩Te*、同步坐标系统中的d轴定子的命令磁通量idse*、命令速度和输出速度来生成q轴定子的命令电流和d轴定子的命令电流，并将所生成的q轴定子的命令电流和d轴定子的命令电流输出到命令电压计算单元305。
更具体地，命令电流计算单元306可以通过将所发送的命令磁通量λdre*除以磁化电感Lm(即,idse*＝λdre*/Lm)来计算d轴定子的命令电流。另外，命令电流计算单元306可以基于所发送的命令磁通量λdre*、命令扭矩Te*、磁化电感Lm、转子的电感Lr以及比例常数P来计算q轴定子的命令电流(即，iqse*＝Te*/(3/2×P/2×Lm/Lr×λdre*))。
命令电流计算单元306可以将所计算的d轴定子的命令电流idse*和所计算的q轴定子的命令电流iqse*经由同步角速度运算单元300发送到命令电压计算单元305。另外，命令电流计算单元306还可以发送从图3中的控制单元301发送到同步角速度运算单元300的命令速度Wm*和输出速度Wm。
当命令速度Wm*和输出速度Wm被发送时，同步角速度运算单元300可以基于所发送的命令速度Wm*和输出速度Wm来运算输出角速度We以计算命令电压。同步角速度运算单元300可以将所运算的输出角速度We和所发送的d轴定子的命令电流idse*和q轴定子的命令电流iqse*发送到命令电压计算单元305。
命令电压计算单元305可以基于所发送的输出角速度We、d轴定子的命令电流idse*以及q轴定子的命令电流iqse*来计算用于输出到图3中的门控信号生成单元309的命令电压。更具体地，命令电压计算单元305可以基于输出角速度We和q轴定子的命令电流We来计算d轴定子的命令电压(即，Vdse*＝-We×A×Ls×iqse*，其中A是感应电机的电导率，并且Ls是定子的电感)。另外，命令电压计算单元305可以基于输出角速度We和d轴定子的命令电流idse*来计算q轴定子的命令电压(即，Vqse*＝We×Ls×idse*)。命令电压计算单元305可以将所计算的q轴定子的命令电压Vqse*和所计算的d轴定子的命令电压Vdse*经由电压转换单元310发送到命令电压校正单元304。
电压转换单元310可以将同步坐标系统的所发送的电压命令Vqse*和Vdse*中的每个转换为用于控制图3中的PWM逆变器104的三相命令电压Vas*、Vbs*和Vcs*。电压转换单元310可以将所转换的三相命令电压Vas*、Vbs*和Vcs*发送到命令电压校正单元304。
命令电压校正单元304可以根据预设条件来校正接收到的三相命令电压Vas*、Vbs*和Vcs*。
在下文中，将参考图5详细描述通过命令电压校正单元根据动态过度调制策略来校正三相命令电压的方法。
图5是根据本发明的优选实施例的命令电压校正单元的配置的框图。
参考图5，图4的命令电压校正单元304可以包括第一电压抵消单元304A、第二电压抵消单元304B以及电压加和单元304C。
命令电压校正单元304可以将通过图4中的命令电压计算单元305计算的命令电压的幅值校正为等于或小于用于驱动图3中的PWM逆变器104的驱动限制电压值的电压值。更具体地，命令电压校正单元304可以基于所计算的命令电压的幅值来将三相命令电压转换为偏置电压。如以上转换的偏置电压变成可以由门控信号生成单元309和PWM逆变器104接收和控制的范围的电压，即经校正的命令电压。
更具体地，当通过电压转换单元310转换的三相命令电压Vas*、Vbs*和Vcs*被发送时，第一电压抵消单元304A可以基于三相命令电压Vas*、Vbs*和Vcs*来计算：第一A相抵消命令电压(即，Vas*×Vdc/(Vmax-Vmin))；第一B相抵消命令电压(即，Vbs*×Vdc/(Vmax-Vmin))；以及第一C相抵消命令电压(即，Vcs*×Vdc/(Vmax-Vmin))；其中，抵消命令电压中的每个通过将三相命令电压Vas*、Vbs*和Vcs*中的每个乘以第一抵消电压值(即，Vdc/(Vmax–Vmin))来获得，第一抵消电压值通过将预设参考电压(即，图3中的PWM逆变器的输入端的电压，Vdc)除以通过从在三相命令电压Vas*、Vbs*和Vcs*当中的最大电压值(即，Vmax)减去最小电压值(即，Vmin)获得的值(即，Vmax-Vmin)来获得。
另外，第二电压抵消单元304B可以基于发送的三相命令电压Vas*、Vbs*和Vcs*来计算：第二A相抵消命令电压(即，Vas*×-Vdc/2×(Vmax+Vmin)/(Vmax–Vmin))；第二B相抵消命令电压(即，Vbs*×-Vdc/2×(Vmax+Vmin)/(Vmax–Vmin))；以及第二C相抵消命令电压(即，Vcs*×-Vdc/2×(Vmax+Vmin)/(Vmax–Vmin))，其中，抵消命令电压中的每个通过将三相命令电压Vas*、Vbs*和Vcs*中的每个乘以第二抵消电压值(即，-Vdc/2×(Vmax+Vmin)/(Vmax-Vmin))来获得，其中第二抵消电压值通过将通过将预设参考电压(即，Vdc)除以-2获得的值(即，-Vdc/2)乘以通过将最小电压值(即，Vmin)与最大电压值(即，Vmax)相加获得的值(即，Vmax+Vmin)并且之后将结果除以通过从最大电压值(即，Vmax)减去最小电压值(即，Vmin)获得的值(即，Vmax-Vmin)来获得。
第一电压抵消单元304A可以将所计算的A相抵消命令电压、所计算的B相抵消命令电压和所计算的C相抵消命令电压发送到电压加和单元304C。另外，第二电压抵消单元304B可以将所计算的第二A相抵消命令电压、所计算的第二B相抵消命令电压和所计算的第二C相抵消命令电压发送到电压加和单元304C。
当第一A相抵消命令电压和第二A相抵消命令电压、第一B相抵消命令电压和第二B相抵消命令电压以及第一C相抵消命令电压和第二C相抵消命令电压被发送时，电压加和单元304C可以计算最终A相抵消命令电压(即，Van*＝Vas*×Vdc/(Vmax-Vmin)+Vas*×-Vdc/2×(Vmax+Vmin)/(Vmax-Vmin))、最终B相抵消命令电压(即，Vbn*＝Vbs*×Vdc/(Vmax-Vmin)+Vbs*×-Vdc/2×(Vmax+Vmin)/(Vmax-Vmin))以及最终C相抵消命令电压(即，Vcn*＝Vcs*×Vdc/(Vmax-Vmin)+Vcs*×-Vdc/2×(Vmax+Vmin)/(Vmax-Vmin))，其分别通过将每个相的第一抵消命令电压和第二抵消命令电压相加来获得。当最终A相抵消命令电压、最终B相抵消命令电压和最终C相抵消命令电压被计算出时，电压加和单元304C可以将所计算的最终抵消命令电压Van*、Vbn*和Vcn*中的每个发送到门控信号生成单元309。
门控信号生成单元309可以通过将从三角波发生器(未示出)输出的三角波添加到发送的最终抵消命令电压Van*、Vbn*和Vcn*中的每个来生成用于驱动PWM逆变器104的门控信号，并且将所生成的门控信号施加到PWM逆变器104。
在下文中，将参考图6详细描述如参考图3到图5所描述的控制感应电机的系统的控制动作。
图6是示出了根据本发明的实施例的控制感应电机的方法的流程图。
参考图6，在S601处，在图3中的用于控制感应电机105的PWM逆变器104被驱动之后，图3中的输入单元303从外部接收用于控制感应电机105的速度的命令速度。当接收命令速度时，输入单元303可以将接收到的命令速度发送到图3中的控制单元301。当命令速度从输入单元303被发送时，控制单元301可以确定接收到的命令速度是否高于预设额定速度(即，用于确定是否执行高速度操作的参考速度)。当接收到的命令速度被确定为低于预设额定速度时，控制单元301可以确定命令速度作为针对低速度操作的命令速度。当接收到的命令速度被确定为高于或等于预设额定速度时，控制单元301可以确定命令速度作为针对高速度操作的命令速度。
当通过输入单元303接收到的命令速度被确定为高于或等于预设额定速度时，控制单元301在S602处检测已经施加到PWM逆变器104的命令速度，在S603处检测要被施加到PWM逆变器104的命令磁通量，在S604处通过检测单元302来检测感应电机105的电流输出速度，并且在S605处检测由控制感应电机的系统计算的命令电压。
在S606处，控制单元301确定关于检测到的命令电压是否被过度调制。更具体地，控制单元301可以确定检测到的命令电压是否落入用于限制逆变器的驱动的预设电压值的范围内。控制单元301可以根据确定检测到的命令电压是否落入用于限制逆变器的驱动的预设电压值的范围内的结果来从图3中的矢量控制系统307和命令电压校正单元304中选择用于生成与新命令速度对应的命令电压的装置。
如果确定命令电压没有被过度调制，则控制单元301控制矢量控制系统307，使得在S607A处通过矢量控制系统307根据矢量控制方法来输出命令电压。
如果确定命令电压被过度调制，则控制单元301控制命令电压校正单元304而非传统矢量控制系统307，并且在S607B处将通过校正已经计算的命令电压和过度调制的状态获得的命令电压输出到门控信号生成单元309。
在S608处，当命令电压被输出时，门控信号生成单元309基于输出命令电压来生成迫使PWM逆变器驱动的门控信号。
在S609处，当门控信号被生成时，门控信号生成单元309将所生成的门控信号施加到PWM逆变器104。
在下文中,将参考图7详细描述校正图6中示出的命令电压的过度调制的状态的方法。
图7是示出了根据本发明的优选实施例的控制感应电机的方法的流程图。
当控制单元301确定已经计算的命令电压在过度调制的状态下时，控制单元301可以将命令磁通量和命令速度发送到图3中的命令电流计算单元306。
在S610处，当命令磁通量和命令速度被发送时，命令电流计算单元306基于命令磁通量来计算命令电流(例如，d轴定子的命令电流和q轴定子的命令电流)。当命令电流被计算出时，命令电流计算单元306可以通过图4中的同步角速度运算单元300来将命令速度转换到命令同步角速度并将所转换的命令同步角速度发送到命令电压计算单元305.
在612处，当命令电流和命令同步角速度被发送时，命令电压计算单元305基于被发送的命令同步角速度和命令电流来计算命令电压(例如，q轴定子的命令电压和d轴定子的命令电压)。当命令电压被计算出时，命令电压计算单元305可以通过图4中的电压转换单元310来将所计算的命令电压转换为三相命令电压(例如，A相命令电压、B相命令电压和C相命令电压)，并将三相命令电压中的每个发送到图4中的命令电压校正单元304。
在S613处，当三相命令电压被发送时，命令电压校正单元304将所计算的命令电压校正为具有等于或小于用于驱动逆变器的驱动限制电压值的偏置电压。当三相命令电压被校正为偏置电压时，命令电压校正单元304可以将偏置电压发送到门控信号生成单元309作为经校正的命令电压。
在S614处，当三相命令电压被校正为偏置电压并被发送到门控信号生成单元309时，门控信号生成单元309基于在S614处校正的命令电压来生成迫使PWM逆变器104驱动的门控信号。
在S615处，当门控信号被生成时，门控信号生成单元309将所生成的门控信号施加到PWM逆变器104。
在S616处，当门控信号被施加时，PWM逆变器104基于施加的门控信号来控制感应电机105，使得感应电机以已经输入的命令速度执行高速度操作。
另一方面，尽管未单独地示出，根据本发明的另一实施例的控制感应电机的系统包括：逆变器，其用于基于门控信号来将电压功率供应到感应电机；第一矢量控制单元和第二矢量控制单元，其用于基于针对转子的速度命令和磁通量命令来生成门控信号；以及控制单元，其用于基于额定速度和速度命令来选择由第一矢量控制单元和第二矢量控制单元生成的门控信号中的任何一个。
即，与图3中的控制感应电机的系统相比较，如以上提到的根据另一实施例的控制感应电机的系统实际上与图3中示出的系统相似，除了第一控制矢量对应于矢量控制系统307并且包括门控信号生成单元309，并且第二控制矢量对应于命令电压输出单元304、305和306并且包括门控信号生成单元309。
第一矢量控制单元基于在命令速度和感应电机的速度之间的差值和针对d轴的转子的磁通量命令来计算针对d轴定子和q轴定子的电流命令。之后，针对d轴定子和q轴定子的电压命令基于所计算的针对定子的电流命令。随后，基于针对定子的电压命令来生成门控信号。
另一方面，第二矢量控制单元以与第一矢量控制单元类似的方式来计算针对d轴定子和q轴定子的电压命令，并且之后基于针对d轴定子和q轴定子的电压命令来计算针对三个相的电压命令。之后，基于逆变器的最大输出电压来执行减少三相电压命令中的每个的幅值的动态过度调制。随后，基于经调制的三相电压命令来生成门控信号。
控制单元在速度命令低于额定速度时将从第一矢量控制单元输出的门控信号供应到逆变器，但是在速度命令高于额定速度时将从第二矢量控制单元输出的门控信号供应到逆变器。
如以上所提到的，第一矢量控制单元和第二矢量控制单元中的每个基于磁通量来计算针对定子的电流命令并且基于针对定子的电流命令来计算针对定子的电压命令。即，由于第一矢量控制单元和第二矢量控制单元都不包括基于感应电机的磁通量和磁通量命令来计算针对定子的电流命令的积分算子，所以可以防止归因于比例增益和积分增益的任何特性变化。
另外，第二矢量控制单元调制针对三个相的电压命令从而具有小于逆变器的最大输出电压的幅值并基于经调制的针对三个相的电压命令来生成门控信号。控制单元在其控制高速区中的感应电机时将由第二矢量控制单元生成的门控信号供应到逆变器。因此，即使在没有调节磁通量的情况下，即，在没有磁通量控制器的情况下，也能够防止归因于高速区中的逆变器的输出电压不充分的事实的控制不稳定性。
根据以上讨论的本发明，存在如下有利的效果：可以甚至在没有通量控制器的情况下在电机以高于预设额定速度的速度运行的高速操作区中执行弱磁控制。
本领域技术人员将显而易见，可以在不脱离本发明的技术构思的情况下对本发明进行各种替代、修改和改变，并且因此本发明不限于上述实施例和附图。

Claims (6)

1.一种控制高于预设额定速度的高速区中的感应电机的系统，所述系统包括：
输入单元，其用于接收用于以高于预设速度的高速度操作所述感应电机的命令速度；
命令电压输出单元，其用于基于接收到的命令速度来生成用于操作逆变器的命令电压并将所生成的命令电压输出到所述逆变器；
控制单元，其用于控制所述命令电压输出单元，使得将输出到所述逆变器的所述命令电压与预设操作限制电压进行比较并且取决于所述比较的结果，将所生成的命令电压校正为落入到所述预设操作限制电压内；以及
所述逆变器，其用于取决于经校正的命令电压来控制高速度的感应电机。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述逆变器基于经校正的命令电压来控制所述感应电机的输出磁通量。
3.根据权利要求1所述的系统，还包括矢量控制系统，所述矢量控制系统用于接收所述命令速度、根据接收到的命令速度来计算命令电压、通过矢量控制来校正所计算的命令电压并且将通过所述矢量控制校正的命令电压输出到所述逆变器，其中，当输出到所述逆变器的所述命令电压被确定为小于所述预设驱动限制电压时，所述控制单元允许通过所述矢量控制系统输出的所述命令电压进入到所述逆变器中并阻挡从所述命令电压输出单元输出的所述命令电压。
4.根据权利要求3所述的系统，其中，当输出到所述逆变器的所述命令电压被确定为大于所述预设驱动限制电压时，所述控制单元阻挡通过矢量控制系统输出的所述命令电压并允许从所述命令电压输出单元输出的所述命令电压进入到所述逆变器中。
5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述命令电压输出单元包括：
命令电流计算单元，其用于基于从所述控制单元发送的命令磁通量、命令速度、命令扭矩和输出速度来计算命令电流；
命令电压计算单元，其用于基于从所述命令电流计算单元发送的所述命令电流来生成命令电压；以及
命令电压校正单元，其用于将从所述命令电压计算单元发送的所述命令电压转换为偏置电压并将所述偏置电压输出为经校正的命令电压。
6.根据权利要求1所述的系统，其中，当接收到的命令速度低于所述预设额定速度时，所述控制单元确定接收到的命令速度为命令低速度操作的速度，而当接收到的命令速度高于或等于所述预设额定速度时，所述控制单元确定接收到的命令速度为命令高速度操作的速度。
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