CN202602587U - 用双同步坐标系矢量的电机控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用双同步坐标系矢量控制的电机，输入接触器和整流单元的第一端连接，整流单元的第二端与软起接触器的第一端连接，软起电阻与软起接触器并联；软起接触器的第二端分别与电容的第一端和逆变单元的第一端连接，逆变单元的第二端分别与电机的第一端、三相电流检测单元的第一端和驱动模块的第一端连接，电容和逆变单元之间还与母线电压检测单元的第一端连接；电机的第二端与转速检测单元的第一端连接，转速检测单元的第二端、三相电流检测单元的第二端、驱动模块的第二端和母线电压检测单元的第二端均与主控单元连接；主控单元与人机界面连接。本实用新型实施例提供的电机控制方法可以实现双同步坐标系控制。

Description

用双同步坐标系矢量的电机控制器

技术领域

本实用新型涉及电机技术，特别涉及一种用双同步坐标系矢量的电机控制器。

背景技术

由于电机的动态数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统。上世纪70年代工程师提出异步电机矢量控制理论来解决交流电机转矩控制问题。矢量控制实现的基本原理是通过测量和控制异步电动机定子电流矢量，根据磁场定向原理分别对异步电动机的励磁电流和转矩电流进行控制，从而达到控制异步电动机转矩的目的。

当前，交流电机的矢量控制，通常采用单同步坐标系，有时会无法满足复杂的实际应用的需要。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种用双同步坐标系矢量的电机控制器。

本实用新型提供一种用双同步坐标系矢量的电机控制器，例如可以用于异步电机、同步电机等交流电机，该方法采用双同步坐标系，包括输入接触器、整流单元、软起接触器、软起电阻、电容、逆变单元、电机、转速检测单元、三相电流检测单元、驱动模块、母线电压检测单元、主控单元和人机界面；所述输入接触器和所述整流单元的第一端连接，所述整流单元的第二端与所述软起接触器的第一端连接，所述软起电阻与所述软起接触器并联；所述软起接触器的第二端分别与所述电容的第一端和所述逆变单元的第一端连接，所述逆变单元的第二端分别与所述电机的第一端、所述三相电流检测单元的第一端和所述驱动模块的第一端连接，所述电容和所述逆变单元之间还与所述母线电压检测单元的第一端连接；所述电机的第二端与所述转速检测单元的第一端连接，所述转速检测单元的第二端、所述三相电流检测单元的第二端、所述驱动模块的第二端和所述母线电压检测单元的第二端均与所述主控单元连接；所述主控单元与所述人机界面连接。

本实用新型实施例提供的电机控制方法可以实现双同步坐标系控制。

附图说明

本实用新型的其它特征、特点、优点和益处将通过以下结合附图的详细描述变得更加显而易见。其中：

图1示出了本实用新型一实施例的双同步坐标系的流程示意图。

图2示出了本实用新型一实施例的具体实施硬件框图。

具体实施方式

下面，将结合附图来详细描述本发明的实施例。

如图1所示，为本实用新型的一个具体实施例，针对交流电机的双同步坐标系矢量控制，电机的电流波形中包括基波分量1和多种谐波分量，其中某次谐波的谐波含量较大，则设该次谐波为2。例如某次谐波的谐波含量大于一个预定值，则设该次谐波为2。如图1所示，分别对基波分量1和特定谐波2进行控制。本方法包括：

步骤1、对于基波分量1，检测基波分量1的三相电压u_1a、u_1b、u_1c，三相电流i_1a、i_1b、i_1c，通过ABC/αβ坐标变换，将三相电压、三相电流分别变换到两相静止αβ坐标系，得到电压u_1α、u_1β，电流i_1α、i_1β；

步骤2、根据电压u_1α、u_1β，电流i_1α、i_1β作转子磁链观测，得到转子磁链幅值|ψ_r|和转子磁链角度θ；

步骤3、将电流i_1α、i_1β根据角度θ，作αβ/dq坐标变换，来将电流变换到两相同步旋转dq坐标系，得到i_1d、i_1q。

步骤4、同时，将转速给定

和测量转速ω_r作差，通过调节器闭环输出得到

将转子磁链给定

和前述得到的转子磁链幅值|ψ_r|作差，通过调节器闭环输出得到

步骤5、将前述电流给定

和前述电流检测i_1d作差，通过调节器闭环输出得到u_1d；将前述电流给定

和前述电流检测i_1q作差，通过调节器闭环输出得到u_1q。

步骤6、将u_1d、u_1q根据角度θ，作dq/ABC坐标变换，将其变换到三相静止ABC坐标系内，得到输出的u_1a、u_1b、u_1c。

可选的，本实施例还可以包括：

步骤7、对于特定谐波2，检测其三相电流i_2a、i_2b、i_2c，将三相电流根据角度

作ABC/dq坐标变换，变换到两相同步旋转dq坐标系下，得到i_2d和i_2q，其中，ω₂为该谐波的角频率，

为该谐波的初始相角。

步骤8、将电流给定

和前述电流检测i_2d作差，通过调节器闭环输出得到u_2d；将电流给定

和前述电流检测i_2q作差，通过调节器闭环输出得到u_2q，其中两个电流给定

和

由人为给定，例如通常可给为0。

步骤9、将u_2d、u_2q根据角度

作dq/ABC坐标变换，将其变换到三相静止ABC坐标系内，得到输出的u_2a、u_2b、u_2c。

具体实施硬件框图如图2所示，用双同步坐标系矢量的电机控制器，包括：输入接触器1、整流单元2、软起接触器3、软起电阻4、电容5、逆变单元6、电机7、转速检测单元8、三相电流检测单元9、驱动模块10、母线电压检测单元11、主控单元13和人机界面12。

输入接触器1和整流单元2的第一端连接，整流单元2的第二端与软起接触器3的第一端连接，软起电阻4与软起接触器3并联。软起接触器3的第二端分别与电容5的第一端和逆变单元6的第一端连接，逆变单元6的第二端分别与电机7的第一端、三相电流检测单元9的第一端和驱动模块10的第一端连接，电容5和逆变单元6之间还与母线电压检测单元11的第一端连接。电机7的第二端与转速检测单元8的第一端连接，转速检测单元8的第二端、三相电流检测单元9的第二端、驱动模块10的第二端和母线电压检测单元11的第二端均与主控单元13连接。主控单元13与人机界面12连接。

电网通过输入接触器1为装置提供电能，整流单元2将电网的交流电转化为直流电，初始上电时，为了避免电流冲击，软起接触器3断开，电流通过软起电阻4给电容5充电，当电容电压达到一定阀值之后，闭合软起接触器3；逆变单元6是三相全控桥，将直流电逆变为交流电，从而驱动电机7运行；三相电流检测单元9检测逆变单元6的三相输出电流，送给主控单元13，转速检测单元8检测电机的转速，送给主控单元13，母线电压检测单元11检测母线电压，送给主控单元13；主控单元13根据输入的三相电流检测信号、母线电压信号和转速信号，输出控制信号，控制信号通过驱动模块10控制逆变单元6，从而实现对电机的有效控制；人机界面12接收主控单元13的信号，实时显示当前的工作状态，同时人也可以通过人机界面12，操作主控单元13的运行。

本实用新型实施例提供的电机控制方法可以实现双同步坐标系控制。

Claims (2)

1.一种用双同步坐标系矢量的电机控制器，其特征在于，包括输入接触器、整流单元、软起接触器、软起电阻、电容、逆变单元、电机、转速检测单元、三相电流检测单元、驱动模块、母线电压检测单元、主控单元和人机界面；所述输入接触器和所述整流单元的第一端连接，所述整流单元的第二端与所述软起接触器的第一端连接，所述软起电阻与所述软起接触器并联；所述软起接触器的第二端分别与所述电容的第一端和所述逆变单元的第一端连接，所述逆变单元的第二端分别与所述电机的第一端、所述三相电流检测单元的第一端和所述驱动模块的第一端连接，所述电容和所述逆变单元之间还与所述母线电压检测单元的第一端连接；所述电机的第二端与所述转速检测单元的第一端连接，所述转速检测单元的第二端、所述三相电流检测单元的第二端、所述驱动模块的第二端和所述母线电压检测单元的第二端均与所述主控单元连接；所述主控单元与所述人机界面连接。

2.根据权利要求1所述的用双同步坐标系矢量的电机控制器，其特征在于，电网通过所述输入接触器为装置提供电能，所述整流单元将电网的交流电转化为直流电，初始上电时，为了避免电流冲击，所述软起接触器断开，电流通过所述软起电阻给所述电容充电，当电容电压达到一定阀值之后，闭合所述软起接触器；所述逆变单元是三相全控桥，将直流电逆变为交流电，从而驱动所述电机运行；所述三相电流检测单元检测所述逆变单元的三相输出电流，送给所述主控单元，所述转速检测单元检测电机的转速，送给所述主控单元，所述母线电压检测单元检测母线电压，送给所述主控单元；所述主控单元根据输入的三相电流检测信号、母线电压信号和转速信号，输出控制信号，控制信号通过所述驱动模块控制所述逆变单元；所述人机界面接收所述主控单元的信号，实时显示当前的工作状态，同时人也可以通过所述人机界面，操作所述主控单元的运行。

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