[發明專利]基于無功功率觀測器的同步電機矢量控制器及控制方法

有效

• 申請號: 201110392144.2
• 申請日: 2011-12-01
• 公開（公告）號: CN102386839A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發明（設計）人: 廉晨龍
• 申請（專利權）人: 臥龍電氣集團股份有限公司
• 主分類號: H02P21/14
• 分類號: H02P21/14
• 代理公司: 浙江翔隆專利事務所 33206
• 代理人: 戴曉翔

1.基于無功功率觀測器的同步電機矢量控制器，其特征在于：包括

PID調節器：用于根據定子電壓矢量旋轉角頻率ω_S生成對應的定子綜合電壓????????????????????????????????????????????????；

積分器：用于根據定子電壓矢量旋轉角頻率ω_S生成對應的定子轉角；

正弦余弦轉換器：與PID調節器和積分器輸出端相連，用于根據定子綜合電壓、定子轉角輸出對應的定子軸電壓值和定子軸電壓值；

逆變換器：與正弦余弦轉換器輸出端相連，將定子軸電壓值和定子軸電壓值轉換成三相相電壓值；

空間矢量脈寬調制器：與逆變換器輸出端連接，根據三相相電壓值生成PWM波；

功率逆變電路：與空間矢量脈寬調制器輸出端連接，用于控制電機的工作；

變換器：將電機三相電流采樣值變換成定子軸電流值和定子軸電流值；

無功功率觀測器：與變換器輸出端及正弦余弦轉換器輸出端連接，用于根據定子軸電壓值、定子軸電壓值、定子軸電流值和定子軸電流值計算定子電壓矢量旋轉角頻率ω_S；

鎖相環PLL：輸入端與無功功率觀測器的輸出端連接，輸出端與PID調節器及積分器的輸入端連接，用于對功率觀測器輸出鎖頻。

2.基于無功功率觀測器的同步電機矢量控制方法，?其特征在于它包括以下步驟：

1）獲得電機電感值L，并對同步電機的電流、電壓進行采樣；

2）對采樣的電流值進行折算至定子坐標系；

3）根據公式：

式中：A為無功功率值，L為電機電感值，ω_S為定子電壓矢量旋轉角頻率，?為定子軸電流值，定子軸電流值，?為定子軸電壓值，為定子軸電壓值，

當A→0時，計算ω_S；

4）將計算獲得的定子電壓矢量旋轉角頻率ω_S反饋給控制電路，以控制電機相反電勢和相電流同相位。

3.根據權利要求2所述的基于無功功率觀測器的同步電機矢量控制方法，其特征在于：計算獲得的定子電壓矢量旋轉角頻率ω_S經過鎖相環PLL后反饋至控制節點。

4.根據權利要求3所述的基于無功功率觀測器的同步電機矢量控制方法，其特征在于：定子電壓矢量旋轉角頻率ω_S通過PID調節器后生成對應的定子綜合電壓，定子電壓矢量旋轉角頻率ω_S通過積分器后生成定子轉角；定子綜合電壓經變正弦及余弦變換后得到定子軸電壓值和定子軸電壓值；定子軸電壓值和定子軸電壓值經逆變換器獲得三相相電壓值，三相相電壓值通過空間矢量脈寬調制器控制功率逆變電路為電機提供相應的電壓，電機的三相電流采樣后經變換器轉換成定子軸電流值和定子軸電流值,定子軸電壓值、定子軸電壓值、定子軸電流值和定子軸電流值送至無功功率觀測器，無功功率觀測器根據公式，A→0，計算得到定子電壓矢量旋轉角頻率ω_S，定子電壓矢量旋轉角頻率ω_S經過鎖相環PLL后反饋至控制節點，實現閉環控制。