CN111585498A - 一种带负荷观测器的变频调速控制系统和变频器 - Google Patents

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CN111585498A CN202010495692.7A CN202010495692A CN111585498A CN 111585498 A CN111585498 A CN 111585498A CN 202010495692 A CN202010495692 A CN 202010495692A CN 111585498 A CN111585498 A CN 111585498A
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Abstract

本发明实施例公开了一种带负荷观测器的变频调速控制系统和变频器，变频调速控制系统由转速和电流双闭环系统组成，变频调速控制系统还包括负荷观测器，负荷观测器包括调节器和积分器；调节器的输入端输入转速实际值与转速观测值的差值，调节器的第一输出端与转速调节模块的输出端电连接并输出第一负载转矩观测值；积分器用于根据第二负载转矩观测值与系统的输出转矩计算转速观测值并从其输出端输出至调节器的输入端。本发明实施例提供的技术方案通过负荷观测器来实时检测负载的变化情况，当负载发生变化时，能够快速对负载状态进行响应，并精确调节电机的转速，且结合矢量控制，能够最大程度地减小电机转速的动态下降，有利于保持系统的稳定性。

Description

一种带负荷观测器的变频调速控制系统和变频器
技术领域
本发明实施例涉及变频调速技术领域，尤其涉及一种带负荷观测器的变频调速控制系统和变频器。
背景技术
变频器是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。随着工业自动化程度的不断提高，变频器也得到了非常广泛的应用。
现有的变频器，通常具有调速功能，但是当负载变化时，目前的变频器不能快速响应，导致电机转速大幅度波动，影响设备运行性能。
发明内容
本发明实施例提供一种带负荷观测器的变频调速控制系统和变频器，以实现快速响应负载的变化，进而提高变频器的调速精度和动态响应速度，有利于提高系统的稳定性。
第一方面，本发明实施例提供了一种带负荷观测器的变频调速控制系统，所述变频调速控制系统由转速和电流双闭环系统组成，其中，所述转速和电流双闭环系统包括转速调节模块、励磁电流调节模块、第一矢量变换模块和第二矢量变换模块，所述转速调节模块、励磁电流调节模块和第一矢量变换模块均与所述第二矢量变换模块电连接，其特征在于，所述变频调速控制系统还包括负荷观测器，所述负荷观测器包括调节器和积分器；
所述调节器包括输入端、第一输出端和第二输出端，所述转速调节模块包括输入端和输出端，所述调节器的输入端输入转速实际值与转速观测值的差值，所述调节器的第一输出端与所述转速调节模块的输出端电连接并输出第一负载转矩观测值；
所述积分器包括输入端和输出端，所述积分器的输入端与所述调节器的第二输出端电连接，所述积分器用于根据第二负载转矩观测值与系统的输出转矩计算所述转速观测值并从其输出端输出至所述调节器的输入端。
可选地，所述调节器包括比例单元和第一积分单元；
所述比例单元包括输入端和输出端，所述比例单元的输入端与所述调节器的输入端电连接，所述比例单元用于根据转速实际值与转速观测值的差值输出转矩计算值；
所述第一积分单元包括输入端和输出端，所述第一积分单元的输入端与所述比例单元的输出端电连接，所述第一积分单元用于根据所述转矩计算值生成第一负载转矩观测值并从其输出端输出。
可选地，所述积分器包括第二积分单元；所述第二积分单元包括输入端和输出端，所述第二积分单元的输入端与所述第一积分单元的输出端电连接，所述第二积分单元的输出端与所述比例单元的输入端电连接。
第二方面，本发明实施例还提供了一种变频器，包括第一方面所述的带负荷观测器的变频调速控制系统，该变频器还包括：进线单元、变压器单元和变流器；
所述进线单元的输入端与母线电连接，所述进线单元的输出端与所述变压器单元的原边电连接，所述变压器单元的副边与所述变流器的输入端电连接，所述变流器的输出端与电机电连接；
所述带负荷观测器的变频调速控制系统采集所述变流器输出的电压和电流，通过矢量控制调节所述电机的转速。
可选地，所述进线单元包括第一开关、第二开关和限流单元；
所述第一开关的第一端与所述母线电连接，所述第一开关的第二端通过所述限流单元与所述变压器单元的原边电连接，所述第二开关与所述限流单元并联。
可选地，还包括第一切换单元；
所述第一切换单元的第一端与所述变流器的输出端电连接，所述第一切换单元的第二端与所述电机电连接，所述第一切换单元用于将所述变流器的工作模式切换为电机驱动模式；所述第一切换单元包括第三开关。
可选地，还包括第二切换单元；
所述第二切换单元的第一端与所述变压器单元的原边电连接，所述第二切换单元的第二端与所述变流器的输出端电连接，所述第二切换单元用于将所述变流器的工作模式切换为有源滤波模式。
可选地，所述第二切换单元包括第四开关和换流单元，所述换流单元包括第一电感、第二电感和电容；
所述第四开关的第一端与所述变压器单元的原边电连接，所述第四开关的第二端与所述第一电感的第一端电连接，所述第一电感的第二端通过所述第二电感与所述变流器的输出端电连接，所述电容的第一端与所述第一电感的第二端电连接，所述电容的第二端接地。
可选地，还包括电流传感器，所述电流传感器与所述变流器电连接，所述电流传感器用于将上级变压器的电流信号采集至所述变流器。
可选地，所述变流器为交-直-交型逆变器。
本发明实施例通过在由转速和电流双闭环组成的变频调速控制系统的基础上增加负荷观测器，以实现负载状态的实时检测，并将检测到的负载状态引入至转速闭环系统中，以提高变频调速系统的转速精度和动态响应速度。本实施例提供的负荷观测器包括调节器和积分器；调节器包括输入端、第一输出端和第二输出端，转速调节模块包括输入端和输出端，调节器的输入端输入转速实际值与转速观测值的差值，调节器的第一输出端与转速调节模块的输出端电连接并输出第一负载转矩观测值；积分器包括输入端和输出端，积分器的输入端与调节器的第二输出端电连接，积分器用于根据第二负载转矩观测值与系统的输出转矩计算转速观测值并从其输出端输出至调节器的输入端。本发明实施例提供的技术方案通过负荷观测器来实时检测负载的变化情况，当负载发生变化时，能够快速对负载状态进行响应，并将检测到的负载状态引入至双闭环系统中，以精确调节电机的转速，且结合矢量控制，能够最大程度地减小电机转速的动态下降，有利于保持系统的稳定性。
附图说明
图1为现有技术中的变频调速控制系统的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种带负荷观测器的变频调速控制系统的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的另一种带负荷观测器的变频调速控制系统的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种变频器的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的另一种变频器的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的另一种变频器的结构示意图。
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结构。
图1为现有技术中的变频调速控制系统的结构示意图。参考图1，变频调速控制系统由转速和电流双闭环系统组成，其中，转速和电流双闭环系统包括转速调节模块10、励磁电流调节模块20、第一矢量变换模块30和第二矢量变换模块40，转速调节模块10、励磁电流调节模块20和第一矢量变换模块30均与第二矢量变换模块40电连接。逆变器60为三相逆变器，分别采集逆变器60的a相、b相和c相的电流和电压，通过第一矢量变换模块30将三相坐标变换为静止的d-q轴坐标(3/2变换)，之后通过磁链方程得到转矩电流iq和励磁电流id，实现转矩电流iq和励磁电流id解耦。转速调节模块10对转速或电机角速度的给定值和实际值的差值进行调节，输出转矩电流给定值iq *，自适应电流调节模块11对转矩电流给定值iq *和实际转矩电流iq的差值进行调节，并根据电压方程得到q轴的电压给定值vq *。励磁电流调节模块20对磁通的给定值和实际值的差值进行调节，输出励磁电流给定值id *，自适应电流调节模块11对励磁电流给定值id *和实际励磁电流id的差值进行调节，并根据电压方程得到d轴的电压给定值vd *。通过第二矢量变换模块40对d轴的电压给定值vd *和q轴的电压给定值vq *进行2/3变换得到三相交流电去控制电机旋转。当负载突发变化时，现有的变频调速控制系统易受到扰动的影响，降低系统调速的精度，且不能快速响应负载的变化，导致电机转速大幅度波动，影响设备运行性能。
有鉴于此，本发明实施例提供了一种带负荷观测器的变频调速控制系统，以提高电机转速调节的精度，并提高系统的稳定性。图2为本发明实施例提供的一种带负荷观测器的变频调速控制系统的结构示意图。本发明实施例提供的带负荷观测器的变频调速控制系统适用于异步电机和同步电机，能够满足异步电机和同步电机的高精度调速要求。本发明实施例提供的变频调速控制系统还包括负荷观测器70，负荷观测器70包括调节器701和积分器702；
调节器701包括输入端、第一输出端和第二输出端，转速调节模块10包括输入端和输出端，调节器701的输入端输入转速实际值与转速观测值的差值，调节器701的第一输出端与转速调节模块10的输出端电连接并输出第一负载转矩观测值；积分器702包括输入端和输出端，积分器702的输入端与调节器701的第二输出端电连接，积分器702用于根据第二负载转矩观测值与系统的输出转矩计算转速观测值并从其输出端输出至调节器701的输入端。
具体地，负荷观测器70由调节器701和积分器702构成，调节器701用于根据其输入端输入的转速实际值与转速观测值的差值输出第一负载转矩观测值，其中，转速观测值可以由积分器702根据第一堵在转矩观测值计算得到，并将第一负载转矩观测值引入至转速调节模块10中，作为转矩电流的前馈补偿，以提高系统的响应速度。如图2所示，电机角速度给定值与电机角速度实际值做差之后输出角速度差值至转速调节模块10，转速调节模块10对角速度差值进行调节。然后对转矩电流进行调节，以实现对逆变器60的输出电压进行控制，其中转矩电流的给定值iq *为转速调节模块10的输出与调节器701输出之和，转矩电流的给定值iq *和转矩电流的实际值做差后输出至自适应电流调节模块11，自适应电流调节模块11输出的q轴电压给定值vq *；励磁电流调节模块20对磁通的给定值和实际值的差值进行调节，输出励磁电流给定值id *，自适应电流调节模块11对励磁电流给定值id *和实际励磁电流id的差值进行调节，并根据电压方程得到d轴的电压给定值vd *。通过第二矢量变换模块40对d轴的电压给定值vd *和q轴的电压给定值vq *进行2/3变换得到三相交流电去控制电机旋转。当负载发生变化时，积分器702输出的转速观测值发生相应的变化，调节器701根据电机转速实际值和转速观测值适应调节第一负载转矩观测值。即，负荷观测器70根据检测到的负载状态，快速响应负载状态并调节第一负载转矩观测值，第一负载转矩观测值与转速调节模块输出的系统转矩做差后调节转矩电流，进而根据电压方程和矢量变换得到三相交流电去控制电机的转速，以适应负载的变化。
本发明实施例通过在由转速和电流双闭环组成的变频调速控制系统的基础上增加负荷观测器，以实现负载状态的实时检测，并将检测到的负载状态引入至转速闭环系统中，以提高变频调速系统的转速精度和动态响应速度。本实施例提供的负荷观测器包括调节器和积分器；调节器包括输入端、第一输出端和第二输出端，转速调节模块包括输入端和输出端，调节器的输入端输入转速实际值与转速观测值的差值，调节器的第一输出端与转速调节模块的输出端电连接并输出第一负载转矩观测值；积分器包括输入端和输出端，积分器的输入端与调节器的第二输出端电连接，积分器用于根据第二负载转矩观测值与系统的输出转矩计算转速观测值并从其输出端输出至调节器的输入端。本发明实施例提供的而技术方案通过负荷观测器来实时检测负载的变化情况，当负载发生变化时，能够快速对负载状态进行响应，并将检测到的负载状态引入至双闭环系统中，以精确调节电机的转速，且结合矢量控制，能够最大程度地减小电机转速的动态下降，有利于保持系统的稳定性。
图3为本发明实施例提供的另一种带负荷观测器的变频调速控制系统的结构示意图，图3为图2中带负荷观测器的变频调速控制系统的具体化。在上述技术方案的基础上，参考图3，调节器701包括比例单元7011和第一积分单元7012，积分器702包括第二积分单元7021；比例单元7011包括输入端和输出端，比例单元7011的输入端与调节器701的输入端电连接，比例单元7011用于根据转速实际值n与转速观测值nob的差值输出转矩计算值；第一积分单元7012包括输入端和输出端，第一积分单元7012的输入端与比例单元7011的输出端电连接，第一积分单元7012用于根据转矩计算值生成第一负载转矩观测值TLob1并从其输出端输出；第二积分单元7021包括输入端和输出端，第二积分单元7021的输入端与第一积分单元7012的输出端电连接，第二积分单元7021的输出端与比例单元7011的输入端电连接。
具体地，调节器701为比例和积分相互分离的PI调节器，调节器701具体用于根据转速实际值n与转速观测值nob的差值生成第一负载转矩观测值TLob1，并将第一负载转矩观测值TLob1引入至转速调节模块10，转速和电流双闭环系统根据第一负载转矩观测值TLob1调节电机的转速，以减小由于负载变化带来的转速波动的影响。比例单元7011的输入端输入转速实际值n与转速观测值nob的差值，比例单元7011将根据该差值产生调节作用，输出转矩计算值至第一积分单元7012的输入端，第一积分单元7012根据转矩计算值产生调节作用，并输出第一负载转矩观测值TLob1。转速调节模块10引入第一负载转矩观测值TLob1，第一负载转矩观测值TLob1和转速调节模块10输出的转矩给定值T*做差后输入至转矩控制模块ATL进行转矩电流调节，从而控制驱动电机的交流电。此外，第一负载转矩观测值TLob1与转矩计算值做和后形成第二负载转矩观测值TLob2，第二负载转矩观测值TLob2与调速系统输出的转矩做差后形成转矩差值，第二积分单元7021对该转矩差值进行调节计算，输出转速观测值nob至比例单元7011的输入端，其中第二积分单元7021的积分时间常数为Tm，等于电机的机电时间常数。
本发明实施例通过在由转速和电流双闭环组成的变频调速控制系统的基础上增加负荷观测器，以实现负载状态的实时检测，并将检测到的负载状态引入至转速闭环系统中，以提高变频调速系统的转速精度和动态响应速度。本实施例提供的负荷观测器包括调节器和积分器；调节器包括输入端、第一输出端和第二输出端，转速调节模块包括输入端和输出端，调节器的输入端输入转速实际值与转速观测值的差值，调节器的第一输出端与转速调节模块的输出端电连接并输出第一负载转矩观测值；积分器包括输入端和输出端，积分器的输入端与调节器的第二输出端电连接，积分器用于根据第二负载转矩观测值与系统的输出转矩计算转速观测值并从其输出端输出至调节器的输入端。本发明实施例提供的而技术方案通过负荷观测器来实时检测负载的变化情况，当负载发生变化时，能够快速对负载状态进行响应，并将检测到的负载状态引入至双闭环系统中，以精确调节电机的转速，且结合矢量控制，能够最大程度地减小电机转速的动态下降，有利于保持系统的稳定性。
图4为本发明实施例提供的一种变频器的结构示意图，本发明实施例提供的变频器包括上述任意技术方案的带负荷观测器的变频调速控制系统，因此本发明实施例提供的变频器具有上述有益效果。在上述实施例的基础上，参考图4，本发明实施例提供的变频器还包括进线单元61、变压器单元62和变流器63；进线单元61的输入端与母线100电连接，进线单元61的输出端与变压器单元62的原边电连接，变压器单元62的副边与变流器63的输入端电连接，变流器63的输出端与电机64电连接；带负荷观测器的变频调速控制系统200采集变流器63输出的电压和电流，通过矢量控制调节电机64的转速。
具体地，进线单元61控制母线100上的电压进入变压器单元62，变压器单元62对母线100上的电压进行电压转换后送入变流器63，变流器63对变压器单元62输出的交流电压进行电压变换，然后输出电机64所需要的交流电压，以驱动电机64旋转。其中变流器63为交-直-交型逆变器，用于将变压器单元62输出的交流电压整流成直流电压，再将直流电压逆变成电机64的交流电压。带负荷观测器的变频调速控制系统200采集变流器63输出的电压和电流，并根据采集到的电压和电流控制电机64的转速。当负载发生突变时，电机64的转速会发生波动，为了提高电机64转速的精度，通过带负荷观测器的变频调速控制系统200快速对负载状态进行响应，结合矢量控制，精确调节电机的转速，能够最大程度地减小电机转速的动态下降，有利于保持系统的稳定性。
可选地，图5为本发明实施例提供的另一种变频器的结构示意图，在上述技术方案的基础上，参考图5，进线单元61包括第一开关611、第二开关612和限流单元613；第一开关611的第一端与母线100电连接，第一开关611的第二端通过限流单元613与变压器单元62的原边电连接，第二开关612与限流单元613并联。
具体地，第一开关611用于控制母线100上的电压进入进线单元61，起到主开关的作用。母线100为上级网侧变压器副边的交流母线，当第一开关611闭合时，母线100上的电压经限流单元613传输至变压器单元62的原边，限流单元613用于限制母线电流，防止母线电流过大损坏变压器单元62。第二开关612为旁路开关，当第二开关612闭合时，限流单元613被短路，能够增大进线单元61输出的电流。变压器单元62原边为自耦变压器，自耦变压器包括高压接线端子和低压接线端子；变压器单元62副边为多个绕组，用于连接负载。
可选地，在上述技术方案的基础上，继续参考图5，本发明实施例提供的变频器还包括第一切换单元65；第一切换单元65的第一端与变流器63的输出端电连接，第一切换单元65的第二端与电机64电连接，第一切换单元65用于将变流器63的工作模式切换为电机驱动模式；第一切换单元65包括第三开关651。
其中，当第一切换单元65中的第三开关651闭合时，变流器63直流与电机64电连接，此时，变流器63工作在电机驱动模式，驱动电机64工作。变流器63为交-直-交型逆变器，用于将变压器单元62副边输出的交流电压变换为电机64所需要的驱动电压，变流器63可以由晶闸管构成。
可选地，图6为本发明实施例提供的另一种变频器的结构示意图，在上述技术方案的基础上，参考图6，本发明实施例提供的变频器还包括第二切换单元66；第二切换单元66的第一端与变压器单元62的原边电连接，第二切换单元66的第二端与变流器63的输出端电连接，第二切换单元66用于将变流器63的工作模式切换为有源滤波模式。
具体地，变压器单元62的原边为自耦变压器，第二切换单元66的第一端与自耦变压器的低压接线端子电连接。由于变流器63为交-直-交型逆变器，通常在交流电压整流成直流电压的环节，会向电网吸取大量的奇次谐波，从而引起较大的谐波电流，导致电压畸变。通过第二切换单元66，可以切换变流器63工作在有源滤波模式，以滤除谐波。当负载发生变化时，通过带负荷观测器的变频调速控制系统200能够快速响应负载的变化，通过实时检测负载状态，结合矢量控制技术调整变流器63输出的电压和电流，同时工作在有源滤波模式下的变流器63也能够自适应调节系统能量，以保持系统能量平衡。
示例性地，继续参考图6，第二切换单元66包括第四开关661和换流单元662，换流单元662包括第一电感L1、第二电感L2和电容C；第四开关661的第一端与变压器单元22的原边电连接，第四开关661的第二端与第一电感L1的第一端电连接，第一电感L1的第二端通过第二电感L2与变流器63的输出端电连接，电容C的第一端与第一电感L1的第二端电连接，电容C的第二端接地。其中，第四开关661用于控制变流器63的工作模式切换为有源滤波模式。当第四开关661闭合，第三开关651断开时，变压器单元62的原边的电压(上级网侧变压器副边输出的电压)经换流单元662进行有源滤波，换流单元662由电抗器和/或滤波器构成，以滤除向电网输出的谐波。
可选地，本发明实施例提供的变频器还包括电流传感器67，电流传感器67与变流器63电连接，电流传感器67用于将上级变压器的电流信号采集至变流器67。具体地，电流传感器67能够采集上级网侧变压器的总电流信号，还能采集外部负载支路(未示出)的输入电流信号，并将采集到的电流信号输送至变流器63。变流器63根据接收到的电流信号自适应调整变流器63输出的电压和电流，从而调整电机64的转速。
本发明实施例提供的变频器通过第一切换单元和第二切换单元能够分时对电机进行驱动和对电网进行有源滤波，能够根据实际需要灵活切换，可以满足变频器处于闲置状态，且有需要进行谐波治理的场合，如，变频器冗余配置系统或电机变频软启动的应用。同时，还能够实时检测负载状态，当负载变化时，通过带负荷观测器的变频调速控制系统能够快速响应负载的变化，避免电机转速大幅度下降，有利于提高电机调速的精度。
结合图2和图6，本发明实施例提供的变频器的具体工作原理如下：
上级网侧变压器输出交流电压至母线100上，控制进线单元61的第一开关611闭合，母线100上的交流电压通过限流单元613限流后进入变压器单元62的原边，在此过程中，可以控制第二开关612的通断来控制限流单元613的投切状态。变压器单元62的原边为自耦变压器，包括高压接线端子和低压接线端子，其中高压接线端子与限流单元613电连接，低压接线端子与第四开关661电连接，变压器单元62副边为多个绕组，用于连接负载。控制第三开关651闭合，变压器单元62副边输出的交流电压输入至变流器63的输入端。变流器63为交-直-交型逆变器，首先将变压器单元62副边输出的交流电压整流为直流电压，然后再将该直流电压逆变成交流电压来驱动电机64旋转。带负荷观测器的变频调速控制系统200与变流器63的输出端电连接，以实时检测负载状态，当负载发生变化时，通过负载观测器电机64的电压、电流和转速(角速度)，比例单元7011的输入端输入转速实际值n与转速观测值nob的差值，比例单元7011将根据该差值产生调节作用，输出转矩计算值至第一积分单元7012的输入端，第一积分单元7012根据转矩计算值产生调节作用，并输出第一负载转矩观测值TLob1。转速调节模块10引入第一负载转矩观测值TLob1，第一负载转矩观测值TLob1和转速调节模块10输出的转矩给定值T*做差后输入至转矩控制模块ATL进行转矩电流调节，从而控制驱动电机的交流电。此外，第一负载转矩观测值TLob1与转矩计算值做和后形成第二负载转矩观测值TLob2，第二负载转矩观测值TLob2与调速系统输出的转矩做差后形成转矩差值，第二积分单元7021对该转矩差值进行调节计算，输出转速观测值nob至比例单元7011的输入端，以形成闭环，能够提高第一负载转矩观测值TLob1的计算精度，进而有利于提高电机转速的精度。
在整流过程中，通常采用二极管对交流电压进行整流，会向电网吸取大量的谐波，从而使得整流后的直流电压中含有高频脉动电压，通过控制第四开关661闭合，切换变流器63工作在有源滤波模式，通过换流单元662滤除谐波，以提高系统电压的稳定性。
本发明实施例提供的变频器通过第一切换单元和第二切换单元能够分时对电机进行驱动和对电网进行有源滤波，能够根据实际需要灵活切换，可以满足变频器处于闲置状态，且有需要进行谐波治理的场合，如，变频器冗余配置系统或电机变频软启动的应用。此外，在由转速和电流双闭环组成的变频调速控制系统的基础上增加负荷观测器，以实现负载状态的实时检测，并将检测到的负载状态引入至转速闭环系统中，以提高变频调速系统的转速精度和动态响应速度。通过负荷观测器来实时检测负载的变化情况，当负载发生变化时，能够快速对负载状态进行响应，并将检测到的负载状态引入至双闭环系统中，以精确调节电机的转速，且结合矢量控制，能够最大程度地减小电机转速的动态下降，有利于保持系统的稳定性。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种带负荷观测器的变频调速控制系统，所述变频调速控制系统由转速和电流双闭环系统组成，其中，所述转速和电流双闭环系统包括转速调节模块、励磁电流调节模块、第一矢量变换模块和第二矢量变换模块，所述转速调节模块、励磁电流调节模块和第一矢量变换模块均与所述第二矢量变换模块电连接，其特征在于，所述变频调速控制系统还包括负荷观测器，所述负荷观测器包括调节器和积分器；
所述调节器包括输入端、第一输出端和第二输出端，所述转速调节模块包括输入端和输出端，所述调节器的输入端输入转速实际值与转速观测值的差值，所述调节器的第一输出端与所述转速调节模块的输出端电连接并输出第一负载转矩观测值；
所述积分器包括输入端和输出端，所述积分器的输入端与所述调节器的第二输出端电连接，所述积分器用于根据第二负载转矩观测值与系统的输出转矩计算所述转速观测值并从其输出端输出至所述调节器的输入端。
2.根据权利要求1所述的带负荷观测器的变频调速控制系统，其特征在于，所述调节器包括比例单元和第一积分单元；
所述比例单元包括输入端和输出端，所述比例单元的输入端与所述调节器的输入端电连接，所述比例单元用于根据转速实际值与转速观测值的差值输出转矩计算值；
所述第一积分单元包括输入端和输出端，所述第一积分单元的输入端与所述比例单元的输出端电连接，所述第一积分单元用于根据所述转矩计算值生成第一负载转矩观测值并从其输出端输出。
3.根据权利要求2所述的带负荷观测器的变频调速控制系统，其特征在于，所述积分器包括第二积分单元；
所述第二积分单元包括输入端和输出端，所述第二积分单元的输入端与所述第一积分单元的输出端电连接，所述第二积分单元的输出端与所述比例单元的输入端电连接。
4.一种变频器，其特征在于，包括如权利要求1-3任一项所述的带负荷观测器的变频调速控制系统，所述变频器还包括：进线单元、变压器单元和变流器；
所述进线单元的输入端与母线电连接，所述进线单元的输出端与所述变压器单元的原边电连接，所述变压器单元的副边与所述变流器的输入端电连接，所述变流器的输出端与电机电连接；
所述带负荷观测器的变频调速控制系统采集所述变流器输出的电压和电流，通过矢量控制调节所述电机的转速。
5.根据权利要求4所述的变频器，其特征在于，所述进线单元包括第一开关、第二开关和限流单元；
所述第一开关的第一端与所述母线电连接，所述第一开关的第二端通过所述限流单元与所述变压器单元的原边电连接，所述第二开关与所述限流单元并联。
6.根据权利要求4所述的变频器，其特征在于，还包括第一切换单元；
所述第一切换单元的第一端与所述变流器的输出端电连接，所述第一切换单元的第二端与所述电机电连接，所述第一切换单元用于将所述变流器的工作模式切换为电机驱动模式；所述第一切换单元包括第三开关。
7.根据权利要求4所述的变频器，其特征在于，还包括第二切换单元；
所述第二切换单元的第一端与所述变压器单元的原边电连接，所述第二切换单元的第二端与所述变流器的输出端电连接，所述第二切换单元用于将所述变流器的工作模式切换为有源滤波模式。
8.根据权利要求7所述的变频器，其特征在于，所述第二切换单元包括第四开关和换流单元，所述换流单元包括第一电感、第二电感和电容；
所述第四开关的第一端与所述变压器单元的原边电连接，所述第四开关的第二端与所述第一电感的第一端电连接，所述第一电感的第二端通过所述第二电感与所述变流器的输出端电连接，所述电容的第一端与所述第一电感的第二端电连接，所述电容的第二端接地。
9.根据权利要求4所述的变频器，其特征在于，还包括电流传感器，所述电流传感器与所述变流器电连接，所述电流传感器用于将上级变压器的电流信号采集至所述变流器。
10.根据权利要求4所述的变频器，其特征在于，所述变流器为交-直-交型逆变器。
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