[發明專利]一種基于參數自學習的通用電機控制器

在審

• 申請號: 201410104963.6
• 申請日: 2014-03-20
• 公開（公告）號: CN103840731A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: 趙雷;李珉艤
• 申請（專利權）人: 天津市松正電動汽車技術股份有限公司
• 主分類號: H02P21/00
• 分類號: H02P21/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種通用電機控制器，具體涉及一種基于參數自學習的通用電機控制器。

技術背景

異步感應電機控制中基于轉子磁場定向的矢量控制是最常見的方法，該控制系統配置一般需要知道幾個電機參數，包括定子電阻R_s、勵磁電感L_m、正交編碼器線數Q_n、轉子勵磁時間常數T_r等，參數的正確配置是實現轉子磁場定向的前提和基礎。若參數值與實際值不符，將直接影響到磁場定向的準確性，這可能會使矢量控制喪失原本技術上的優勢，造成感應電機運動控制系統穩態和動態性能的下降，甚至導致控制系統不收斂、控制器燒毀等情況發生。

由于不同的型號的電機上述參數不同，甚至同一款電機在出廠時由于工藝誤差，上述參數也有細微的差別。在現有技術中，需要采用不同儀器對不同型號電機進行多次人工測試來測量上述感應電機參數，然后將電機參數輸入相應的控制器進行控制系統配置，完成感應電機控制器與感應電機匹配。一般一臺電機對應一臺控制器，當電機出現故障時更換時，控制器也需要進行更換。造成現有技術中存在以下問題：不僅工作繁瑣，也對工作人員的技術基礎有較高的要求，而且多次測量結果會因人為讀取的誤差逐級放大，使得控制系統與電機實際性能不匹配；一臺電機對應一臺控制器的生產成本和維護成本都偏高。

出于此目的，在感應電機控制系統加入電機參數識別模塊，對感應電機參數進行自學習，并自動將識別的參數配置到電機控制模塊中，以便控制器準確有效的控制、驅動感應電機運行。

發明內容

本發明出于克服現有技術中的不足，采用感應電機控制器自識別感應電機參數，解決了現有技術的工作繁瑣、對工作人員技術要求高、控制器使用范圍窄的問題，提出一種操作簡單且適用范圍廣的通用感應電機控制器。

為實現上述目的，本發明的技術方案是：

一種基于參數自學習的通用電機控制器，包括主控模塊、電源模塊、電機控制模塊、功率驅動模塊，還包括電機參數識別模塊，所述電源模塊與所述主控模塊、所述電機控制模塊、所述功率驅動模塊相連接，所述主控模塊與所述電機控制模塊相連接，所述電機控制模塊與所述功率驅動模塊連接，所述電機參數識別模塊與所述主控模塊、所述電機控制模塊、所述功率驅動模塊相連接，用于識別電機參數并配置到所述電機控制模塊。

所述電機參數包括：電機D軸等效電阻R_s、勵磁電感L_m、正交編碼器實際線數Q_n、勵磁時間常數T_r。

電機D軸等效電阻R_s獲取方式為：將電機控制器與感應電機相連，給電機控制器通入直流電壓；將感應電機等效成DQ模型，測出D軸兩端電壓U_sd、D軸電流I_sd，計算出電機D軸等效電阻R_s。

勵磁電感L_m獲取方式為：給定定子D軸電流并維持不變，使電機空載定速旋轉，由控制器測出電機定子Q軸電壓、定子D軸電流幅值和同步角頻率，計算出勵磁電感L_m。

正交編碼器實際線數Q_n獲取方式為：給定定子D軸電流和同步角頻率并維持不變，使電機空載定速旋轉，由電機極對數P_n，計算出正交編碼器實際線數Q_n。

勵磁時間常數T_r獲取方式為：首先給定維持定子D軸電流和同步角頻率并維持不變；而后，將D軸電流由I_sdref階躍至0獲得等效勵磁電流衰減的時間常數，此常數即為勵磁時間常數T_r。

相比現有的識別電機的方法，本發明有顯著優點和有益效果，具體體現為：

1、使用該通用感應電機控制器，自動識別電機參數并配置到控制程序中，減少了電機參數測量工作環節，節省成本。

2、本發明控制器所具有的參數自學習功能，可以使控制器適應不同型號的電機，降低控制器的設計難度，提高了控制器對電機的兼容性。

附圖說明

圖1為本發明通用電機控制器的信號流向圖；

圖2為本發明通用電機控制器的工作流程圖。

具體實施方式

本發明的具體實施方法如下：