[實用新型]基于新型轉子磁鏈觀測器的異步電機速度控制裝置

有效

• 申請號: 201420310241.1
• 申請日: 2014-06-11
• 公開（公告）號: CN203984292U
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發明（設計）人: 施昕昕;黃家才;溫秀蘭;林健;李春
• 申請（專利權）人: 南京工程學院
• 主分類號: H02P21/13
• 分類號: H02P21/13
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

技術領域

本實用新型涉及一種基于轉子磁鏈觀測器的異步電機速度控制裝置，屬于交流伺服電機控制技術領域。

背景技術

異步電機具有高可靠性、高效率和低成本等突出優點，在現代工業、民用和軍事等領域得到廣泛的應用。

由于異步電機數學模型復雜，具有高度非線性，并且系統參數會隨著工況的變化而變化，因此給異步電機的控制帶來很大的難度。目前，在大多數高性能應用場合，控制異步電機最常用的方法是矢量控制，但存在速度慢、耗時長等問題。

實用新型內容

為了克服現有異步電機模型仿真速度慢和轉子磁鏈觀測器觀測性能不佳的不足，本實用新型提供一種基于新型轉子磁鏈觀測器的異步電機速度控制裝置，不僅能提高系統仿真速度，而且能較準確地觀測轉子磁鏈值，實現寬范圍的調速性能。

一種基于新型轉子磁鏈觀測器的異步電機速度控制裝置，其特征是，包括異步電機模塊、轉子磁鏈觀測器、Park變換模塊、逆Park變換模塊、d軸電流控制器、q軸電流控制器、速度控制器、第一比較模塊、第二比較模塊和第三比較模塊；所述異步電機模塊包括轉子模塊、定子改進模塊、互感磁鏈模塊、轉矩模塊和運動模塊；所述轉子模塊設置有第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端、第一輸出端和第二輸出端；所述互感磁鏈模塊設置有第一輸入端、第二輸入端和輸出端；所述定子改進模塊設置有第一輸出端、第二輸出端、第三輸出端、第一輸入端和第二輸入端；所述轉矩模塊設置有輸出端和輸入端；所述運動模塊設置有第一輸入端、第二輸入端和輸出端；所述第一比較模塊設置有第一輸入端、第二輸入端和輸出端；所述第二比較模塊設置有第一輸入端、第二輸入端和輸出端；所述第三比較模塊設置有第一輸入端、第二輸入端和輸出端；所述速度控制器設置有輸入端和輸出端；所述q軸電流控制器設置有輸入端和輸出端；所述d軸電流控制器設置有輸入端和輸出端所述逆Park變換模塊設置有第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端和輸出端；所述Park變換模塊設置有第一輸出端、第二輸出端、第一輸入端和第二輸入端；所述轉子磁鏈觀測器包括第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端和輸出端；所述轉子磁鏈觀測器的第一輸入端與所述逆Park變換模塊的輸出端相連接，所述轉子磁鏈觀測器的第二輸入端與所述定子改進模塊的第三輸出端相連接，所述轉子磁鏈觀測器的第三輸入端與所述運動模塊的輸出端相連接，所述轉子磁鏈觀測器的輸出端與所述Park變換模塊的輸入端相連接。

前述的一種基于新型轉子磁鏈觀測器的異步電機速度控制裝置，其特征是，所述轉子模塊的第一輸出端與互感磁鏈模塊的第一輸入端相連接；所述定子改進模塊的第一輸出端與轉矩模塊的輸入端相連接，所述定子改進模塊的第二輸出端與互感磁鏈模塊的第二輸入端相連接，所述定子改進模塊的第二輸入端與逆Park變換模塊的輸出端相連接；所述互感磁鏈模塊的輸出分別與轉子模塊的第一輸入端和定子改進模塊的第一輸入端相連接；所述運動模塊的第一輸入端與轉矩模塊的輸出端相連接。

前述的一種基于新型轉子磁鏈觀測器的異步電機速度控制裝置，其特征是，所述第一比較模塊的第二輸入端與運動模塊的輸出端相連接；所述速度控制器的輸入端與第一比較模塊的輸出端相連接；所述第二比較模塊的第一輸入端與速度控制器的輸出端相連接，所述第二比較模塊的第二輸入端與Park變換模塊的第一輸出端相連接；所述q軸電流控制器的輸入端與第二比較模塊的輸出端相連接；所述逆Park變換模塊的第一輸入端與q軸電流控制器的輸出端相連接，所述逆Park變換模塊的第二輸入端與d軸電流控制器的輸出端相連接，所述逆Park變換模塊的第三輸入端與轉子磁鏈觀測器的輸出端相連接；所述d軸電流控制器的輸入端與第三比較模塊的輸出端相連接；所述第三比較模塊的第二輸入端與Park變換模塊的第二輸出端相連接。

異步電機模塊中定子改進模塊的結構與仿真軟件中已有模型結構相比作了改進，在保證同等仿真精度的同時還可有效提高系統仿真速度，實用性強。

本實用新型所達到的有益效果：定子改進模塊的結構在保證同等仿真精度的同時還可有效提高系統仿真速度，新型轉子磁鏈觀測器能較準確地觀測轉子磁鏈值，實現寬范圍的調速性能。新型轉子磁鏈觀測器在異步電機高速和低速運動時均能保持較好的控制性能，穩態誤差小。

附圖說明

圖1是本實用新型的原理框圖；

圖2是本實用新型中定子改進模塊的結構圖；

圖3是本實用新型中異步電機模型與仿真軟件中已有模型的仿真對比圖；

圖4是本實用新型中新型轉子磁鏈觀測器在異步電機高速和低速運動下與常規轉子磁鏈觀測器的控制性能對比圖。

具體實施方式