CN112671306A - Vf控制三相电机的振动抑制方法及其装置 - Google Patents

Vf控制三相电机的振动抑制方法及其装置 Download PDF

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本发明公开了一种VF控制三相电机的振动抑制方法，应用于电机控制装置，包括以下步骤：获取电机转速ω或电机的转矩电流iTorq；根据电机转速ω或电机的转矩电流iTorq计算电机给定速度补偿量ωcomp；用电机给定速度补偿量ωcomp对三相电机的给定速度进行修正，得到修正后的给定速度；用修正后的给定速度对三相电机进行VF控制。本发明还公开了一种电机控制装置。本发明可以减轻甚至消除VF控制时可能会出现的电机振动情况，提高VF控制的稳定性。

Description

VF控制三相电机的振动抑制方法及其装置
技术领域
本发明涉及电机控制技术，尤其涉及电机控制装置的电机振动抑制技术。
背景技术
VF控制是一种标量控制方法，常用于异步电机的控制。相较于矢量控制，VF控制的动态性能要差一些，低速时的控制效果也相对较差，但VF控制对电机参数不敏感，鲁棒性强，在一些对控制精度要求相对较低的应用场合，如风机、水泵等的控制，VF控制的应用十分广泛。近年来，又出现了永磁同步电机的VF控制，使得VF控制的应用范围得到了拓展。
电机驱动器在采用VF控制时，经常会发生电机振动的情况。如果振动持续存在，轻则可能导致电机速度不稳、电流波动、噪声变大，严重时可能会因为电流过大而无法正常工作，甚至会损坏电机或电机驱动器。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种VF控制三相电机的振动抑制方法，其可以减轻甚至消除VF控制时可能会出现的电机振动情况，提高VF控制的稳定性。
本发明所要解决的又一技术问题在于提供一种电机控制装置。
本发明实施例的VF控制三相电机的振动抑制方法，应用于电机控制装置，包括以下步骤：
获取电机转速ω或电机的转矩电流iTorq；
根据电机转速ω或电机的转矩电流iTorq计算电机给定速度补偿量ωcomp；
用电机给定速度补偿量ωcomp对三相电机的给定速度进行修正，得到修正后的给定速度；
用修正后的给定速度对三相电机进行VF控制。
本发明还提供了一种电机控制装置，包括：存储器，用于存储程序；处理器，用于加载所述程序以执行上述的VF控制三相电机的振动抑制方法。
根据本发明实施例的VF控制三相电机的振动抑制方法及其装置首先获取电机转速或电机的转矩电流，然后根据电机转速或电机的转矩电流计算电机给定速度补偿量，根据电机给定速度补偿量调整电机给定速度，从而可以达到抑制振动的目的。
附图说明
图1示出了根据本发明第一实施例的VF控制三相电机的振动抑制方法的流程示意图。
图2示出了根据本发明第一实施例的VF控制三相电机的振动抑制方法的一种具体实施方式的原理图。
图3示出了根据本发明第二实施例的VF控制三相电机的振动抑制方法的流程示意图。
图4示出了根据本发明第二实施例的VF控制三相电机的振动抑制方法的一种具体实施方式的原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做出进一步说明。
请参考图1。根据本发明第一实施例的一种VF控制三相电机的振动抑制方法，应用于电机控制装置，包括以下步骤：
a、获取电机转速ω；
电机转速ω可以通过速度传感器获得，也可以根据电压电流等信息计算获得；
b、根据电机转速ω计算电机给定速度补偿量ωcomp；
在本实施例中，如图2所示，将电机转速ω进行微分后乘以补偿增益K1，得到电机给定速度补偿量ωcomp。补偿增益K1可根据实际工况来确定，K1值选取得更大，抑制振动更快；
c、用电机给定速度补偿量ωcomp对三相电机的给定速度进行修正，得到修正后的给定速度；三相电机的给定速度可以由外部控制器直接给定或者是由电机控制装置通过计算获得；
如下式所示，将给定速度ω*减去电机给定速度补偿量ωcomp，就可以得到修正后的给定速度ω**：
ω**＝ω*-ωcomp
d、用修正后的给定速度对三相电机进行VF控制，以实现振动抑制。
在电机控制装置的实际工作中，上述的步骤a至步骤d被循环执行。
根据本发明第一实施例的VF控制三相电机的振动抑制方法首先获得电机转速，然后根据电机转速计算电机给定速度补偿量，用电机给定速度补偿量调整给定速度，从而可以达到抑制振动的目的。
请参考图3。根据本发明第二实施例的一种VF控制三相电机的振动抑制方法，应用于电机控制装置，包括以下步骤：
a、通过计算获取电机的转矩电流iTorq；
电机的转矩电流iTorq指的是电流矢量在超前定子磁链90°方向上的分量的幅值。计算转矩电流的方法有很多种，在本实施例中，转矩电流iTorq由下式计算得到：
Figure BDA0002907913400000031
上式中，ψsα和ψsβ代表定子磁链在α轴和β轴上的分量，iα和iβ代表定子电流在α轴和β轴上的分量，ψsα和ψsβ的计算公式如下所示：
ψsα＝∫(uα-iαR)dt
ψsβ＝∫(uβ-iβR)dt
其中，uα和uβ分别代表电机输入电压在α轴和β轴上的分量，R代表定子电阻；
b、根据电机的转矩电流iTorq计算电机给定速度补偿量ωcomp；
在本实施例中，如图4所示，将转矩电流iTorq进行高通滤波后乘以补偿增益K2，得到电机给定速度补偿量ωcomp。高通滤波器可以采用一阶高通滤波器，其传递函数如下式所示：
Figure BDA0002907913400000041
上式中，ωc为高通滤波器的截止频率。ωc可选用0.5Hz～5Hz。在一个具体的实施方式中，ωc为1Hz。补偿增益K2可根据实际工况来确定，K2值选取得更大，抑制振动更快。K2与K1可以相等或不等；
c、用电机给定速度补偿量ωcomp对三相电机的给定速度进行修正，得到修正后的给定速度；
如下式所示，将给定速度ω*减去电机给定速度补偿量ωcomp，就可以得到修正后的给定速度ω**：
ω**＝ω*-ωcomp
d、用修正后的给定速度对三相电机进行VF控制，以实现振动抑制。
在电机控制装置的实际工作中，上述的步骤a至步骤d被循环执行。
根据本发明第二实施例的VF控制三相电机的振动抑制方法首先计算电机的转矩电流，然后根据电机的转矩电流计算电机给定速度补偿量，根据电机给定速度补偿量调整电机给定速度，从而可以达到抑制振动的目的。
在第一和第二实施例中，电机控制装置均为变频器。
本发明还提供了一种电机控制装置，包括存储器和处理器。存储器用于存储程序；处理器用于加载所述程序以执行前述的VF控制三相电机的振动抑制方法。

Claims (6)

1.一种VF控制三相电机的振动抑制方法，应用于电机控制装置，其特征在于，包括以下步骤：
获取电机转速ω或电机的转矩电流iTorq；
根据电机转速ω或电机的转矩电流iTorq计算电机给定速度补偿量ωcomp；
用电机给定速度补偿量ωcomp对三相电机的给定速度进行修正，得到修正后的给定速度；
用修正后的给定速度对所述三相电机进行VF控制。
2.如权利要求1所述的VF控制三相电机的振动抑制方法，其特征在于，将电机转速ω进行微分后乘以补偿增益K1，得到电机给定速度补偿量ωcomp。
3.如权利要求1所述的VF控制三相电机的振动抑制方法，其特征在于，将转矩电流iTorq进行高通滤波后乘以补偿增益K2，得到电机给定速度补偿量ωcomp。
4.如权利要求1至3任意一项所述的VF控制三相电机的振动抑制方法，其特征在于，将三相电机给定速度减去电机给定速度补偿量ωcomp，得到修正后的给定速度。
5.如权利要求1所述的VF控制三相电机的振动抑制方法，其特征在于，所述电机控制装置为变频器。
6.一种电机控制装置，其特征在于，包括：
存储器，用于存储程序；
处理器，用于加载所述程序以执行如权利要求1至4中任何一项所述的VF控制三相电机的振动抑制方法。
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