CN112910351B - 三相电机vf控制振动抑制方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种三相电机VF控制振动抑制方法，应用于电机控制装置，包括以下步骤：计算三相电机的定子磁链与转子磁链之间的夹角θerr；根据定子磁链与转子磁链之间的夹角θerr计算输出电压相位补偿值
Figure DDA0002908300360000011
用输出电压相位补偿值
Figure DDA0002908300360000012
分别对电机控制装置的三相输出电压的相位进行修正，得到修正后的三相输出电压；将修正后的三相输出电压输出给三相电机。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

三相电机VF控制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三相电机VF控制振动抑制方法，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。
本发明所要解决的技术问题在于提供一种电机控制装置。
本发明实施例的三相电机VF控制振动抑制方法，应用于电机控制装置，包括以下步骤：
计算三相电机的定子磁链与转子磁链之间的夹角θerr；
根据定子磁链与转子磁链之间的夹角θerr计算输出电压相位补偿值
Figure BDA0002908300340000011
用输出电压相位补偿值
Figure BDA0002908300340000012
分别对电机控制装置的三相输出电压的相位进行修正，得到修正后的三相输出电压；
将修正后的三相输出电压输出给三相电机。
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三相电机VF控制振动抑制方法。
根据本发明实施例的三相电机VF控制振动抑制方法及其装置首先计算三相电机的定子磁链与转子磁链之间的夹角，然后根据电机定子磁链与转子磁链的夹角计算输出电压相位补偿值，用输出电压相位补偿值调整三相输出电压的相位，从而可以达到抑制振动的目的。
附图说明
图1示出了根据本发明实施例的三相电机VF控制振动抑制方法的流程示意图。
图2示出了根据本发明实施例的三相电机VF控制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。根据本发明一实施例的一种三相电机VF控制振动抑制方法，应用于电机控制装置，包括以下步骤：
a、计算三相电机的定子磁链与转子磁链之间的夹角θerr；
计算定子磁链和转子磁链夹角θerr的方法有很多种，这里仅给出其中一种计算方法作为举例说明，即：
Figure BDA0002908300340000021
上式中，ψsα和ψsβ分别代表定子磁链在α轴和β轴上的分量，ψrα和ψrβ代表等效转子磁链在α轴和β轴上的分量。定子磁链和等效转子磁链的计算公式如下所示：
ψsα＝∫(uα-iαR)dt
ψsβ＝∫(uβ-iβR)dt
ψrα＝ψsα-Liα
ψrβ＝ψsβ-Liβ
其中，uα和uβ分别代表电机控制装置的三相输出电压(即三相电机的三相输入电压)在α轴和β轴上的分量，iα和iβ分别代表定子电流在α轴和β轴上的分量，R代表定子电阻。对于永磁同步电机或同步磁阻电机，L为q轴电感Lq；对于异步电机，L为Ls-Lm 2/Lr，其中Ls为异步电机定子电感，Lr为转子电感，Lm为电机互感；
b、根据定子磁链与转子磁链之间的夹角θerr计算输出电压相位补偿值
Figure BDA0002908300340000037
在本实施例中，如图2所示，将定子磁链与转子磁链之间的夹角θerr进行低通滤波后，然后乘以补偿增益K，得到输出电压相位补偿值
Figure BDA0002908300340000038
低通滤波器可以采用一阶低通滤波器，其传递函数如下式所示：
Figure BDA0002908300340000031
上式中，ωc为低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K可根据实际工况来确定，K值选取得更大，抑制振动更快；
c、用输出电压相位补偿值
Figure BDA0002908300340000034
分别对电机控制装置的三相输出电压的相位进行修正，得到修正后的三相输出电压；
VF控制算法计算出的三相输出电压如下所示，其中ua、ub、uc分别代表输出给三相电机的A相、B相、C相的输出电压，U代表输输出电压幅值，ω代表给定频率，
Figure BDA0002908300340000035
代表初始相位；
Figure BDA0002908300340000032
如下式所示，分别将三相输出电压的相位减去补偿值
Figure BDA0002908300340000036
就可以得到修正后的三相输出电压：/>
Figure BDA0002908300340000033
d、将修正后的三相输出电压输出给三相电机，可实现振动抑制。
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。
在本实施例中，电机控制装置为变频器。
本发明的实施例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三相电机VF控制振动抑制方法。
根据本发明实施例的三相电机VF控制振动抑制方法及其装置首先计算三相电机的定子磁链与转子磁链之间的夹角，然后根据电机定子磁链与转子磁链的夹角计算输出电压相位补偿值，用输出电压相位补偿值调整三相输出电压的相位，从而可以达到抑制振动的目的。

Claims (4)

1.一种三相电机VF控制振动抑制方法，应用于电机控制装置，其特征在于，包括以下步骤：
计算三相电机的定子磁链与转子磁链之间的夹角θerr；
根据定子磁链与转子磁链之间的夹角θerr计算输出电压相位补偿值
Figure FDA0003692091480000011
其中，将定子磁链与转子磁链之间的夹角θerr进行低通滤波后乘以补偿增益K，得到所述的输出电压相位补偿值/>
Figure FDA0003692091480000012
用输出电压相位补偿值
Figure FDA0003692091480000013
分别对电机控制装置的三相输出电压的相位进行修正，得到修正后的三相输出电压；
将修正后的三相输出电压输出给所述三相电机。
2.如权利要求1所述的三相电机VF控制振动抑制方法，其特征在于，将电机控制装置的三相输出电压的相位分别减去输出电压相位补偿值
Figure FDA0003692091480000014
得到修正后的三相输出电压。
3.如权利要求1所述的三相电机VF控制振动抑制方法，其特征在于，所述电机控制装置为变频器。
4.一种电机控制装置，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和2中任何一项所述的三相电机VF控制振动抑制方法。
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