CN1697308A - 异步电机变频调速用的定子磁链闭环控制方法 - Google Patents

Abstract

一种异步电机变频调速用的定子磁链闭环控制方法，定子磁链给定值与定子磁链准观测值之差通过调节单元而构成定子磁链闭环控制，调节单元的输出用于在线自校正定子电阻之用。由于定子磁链平方观测值的观测式中不含开平方计算，故不需进行多次牛顿迭代法计算，从而使控制系统的实时性良好且精度高。又由于定子磁链平方观测式中不含定子电阻及转子时间常数，因而不受电机运行温度变化的影响。

Description

异步电机变频调速用的定子磁链闭环控制方法

本发明涉及一种电机控制技术，特别是一种异步电机变频调速用的定子磁链闭环控制方法。

在VVVF异步电机变频调速中，最重要的一个控制环节是通过在线磁链闭环控制，使电机磁链保持在给定值上或所容许的误差范围内，这样才能使变频器电流容量得到充分有效的利用。专利号ZL02223487.X《高性能变频调速器》结合了ZL00225853.6(定子磁链闭环的输出用于自校正定子电阻)等多项专利技术，成功地实现了上述要求；但其定子磁链观测式中含有开平方计算，这要通过多次牛顿迭代法计算才能达到要求，又由于一般单片计算机或DSP数据处理器的计算字长和定点小数点除法自身精度限制，迭代次数的增加不会提高结果的精度，而且迭代次数的增加会加大计算量，影响控制系统的实时性。为了使控制系统的实时性良好且精度高，这一具体困难问题必须加以解决。

本发明的目的是：提供一种异步电机变频调速用的定子磁链闭环控制方法。在包括定子磁链定向矢量控制或定子电压定向矢量控制的变频调速器的前提下，本发明的技术方案按层次分述如后：定子磁链给定值Ψ₁ ^*与定子磁链观测单元输出的定子磁链准观测值之差通过调节单元而构成定子磁链闭环控制，调节单元的输出VR用于在线自校正定子电阻R₁之用。

定子磁链准观测值等于定子磁链平方观测值Ψ₁ ²被定子磁链给定值Ψ₁ ^*所除，用式表之为Ψ₁ ²/Ψ₁ ^*。

引用专利申请号01106851.5《异步电机变频调速中含有基变量的参数的观测方法》的技术，定子磁链平方观测值Ψ₁ ²的观测式为Ψ₁ ²＝L1×L1×IK×((1+B0)×Z-B0)，Z＝WG/(W1×L1×IK)，则进一步演变成Ψ₁ ²＝(1+B0)×WG×L1/W1-B0×L1×L1×IK，在上列式中，Z为基变量，WG为电机的相无功功率，IK为电机的相定子电流的平方值，L1为电机的定子绕组的相电感，W1为定子角频率，B0为漏磁系数。调节单元为比例积分调节单元。

根据现有技术并参照专利申请号01106851.5的附图1(静座标系)与附图3(同步座标系)，可得

WG＝V_1YI_1X-V_1XI_1Y， IK＝I_1XI_1X+I_1YI_1Y，

当采用α，β静座标系时：上式内的X为α，Y为β。

当采用D，Q同步座标系时：上式内的X为D，Y为Q。

图1为控制所用的程序图，整个程序用单片计算机高级语言BASIC51或BASIC96写成(用于INTEL单片计算机)。对于其他单片计算机或数据处理器则可根据本发明所述观测式分别用各自适合的计算机语言进行编程。

在图1中，AA代表Ψ₁ ^*，BB代表Ψ₁ ²，YP与YI分别为比例与积分常数。

本发明的优特点是：由于定子磁链平方观测式中不含开平方计算，故不需进行多次牛顿迭代法计算，从而使控制系统的实时性良好且精度高。又由于定子磁链平方观测式中不含定子电阻及转子时间常数，因而不受电机运行温度变化的影响。

Claims (4)

1、一种异步电机变频调速用的定子磁链闭环控制方法，包括定子磁链定向矢量控制或定子电压定向矢量控制的变频调速器，其特征是：定子磁链给定值(Ψ₁ ^*)与定子磁链观测单元输出的定子磁链准观测值之差通过调节单元而构成定子磁链闭环控制，调节单元的输出(VR)用于在线自校正定子电阻(R₁)之用。

2、根据权利要求1所述的定子磁链闭环控制方法，其特征是：定子磁链准观测值等于定子磁链平方观测值(Ψ₁ ²)被定子磁链给定值(Ψ₁ ^*)所除，用式表之为Ψ₁ ²/Ψ₁ ^*。

3、根据权利要求2所述的定子磁链闭环控制方法，其特征是：定子磁链平方观测值(Ψ₁ ²)的观测式为

Ψ₁ ²＝L1×L1×IK×((1+B0)×Z-B0)，Z＝WG/(W1×L1×IK)，

则进一步演变成Ψ₁ ²＝(1+B0)×WG×L1/W1-B0×L1×L1×IK，

在上列式中，Z为基变量，WG为电机的相无功功率，IK为电机的相定子电流的平方值，L1为电机的定子绕组的相电感，W1为定子角频率，B0为漏磁系数。

4、根据权利要求1所述的定子磁链闭环控制方法，其特征是：调节单元为比例积分调节单元。