[發明專利]交流電機轉速跟蹤控制方法

有效

• 申請號: 201611231209.4
• 申請日: 2016-12-28
• 公開（公告）號: CN106788032B
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 胡慶波
• 申請（專利權）人: 寧波欣達電梯配件廠
• 主分類號: H02P21/00
• 分類號: H02P21/00;H02P21/18;H02P21/34
• 代理公司: 寧波市鄞州甬致專利代理事務所(普通合伙) 33228
• 代理人: 王余錢

本發明公開了一種采用自適應PI控制的轉速跟蹤方法，當電機再啟動時，通過簡單的PI控制可以同時獲得電機的運行頻率和相位信號，另外通過電流幅值恒定控制使整個跟蹤過程電機轉矩平穩，電機運行頻率的辨識能在2～5個電周期內完成，響應快，轉矩控制平滑，本發明提供的方法算法簡單，易于實現，不需要增加系統成本。

技術領域

本發明涉及一種交流電機轉速跟蹤控制方法。

背景技術

在許多無速度傳感器的電機拖動系統中，特別是風機、水泵等應用場合，其轉子連接設備的轉動慣量較大，從旋轉狀態到靜止通常需要較長時間。如果出現變頻器掉電，電機處于較高速度旋轉時立即重新上電直接啟動，由于無法判斷電機的運行狀態，特別是運行頻率，往往會造成電機過流，對變頻器、電機及其驅動設備都會造成損害。如果等電機完全停穩后再通過變頻器從零開始加速運行則存在時間浪費，效率低下的問題。為了防止變頻器帶速啟動時存在的異常，要求電機的調速系統具備轉速跟蹤再啟動功能。

申請號為“201210490524.4”名稱為“一種具有轉速跟蹤起動的低壓變頻器”的中國專利申請中提出了采用增加電機輸出檢測電路的方法實時檢測電機的運行頻率，并根據該檢測結果使變頻器啟動時輸出頻率與所檢測結果一致的驅動頻率，這種方法需要增加額定的硬件，并且雖然檢測了電機的運行頻率但沒有提到是否對電機的相位即電角度進行跟蹤控制。

對于電機轉速跟蹤控制，現有技術中一般通過軟件算法來進行轉速辨識，如申請號為“201210453696.4”名稱為“高壓變頻電機空轉轉速跟蹤方法”的中國專利申請中通過頻率掃描的方法，如申請號為“201310695259.8”名稱為“一種基于自適應模糊神經網絡的電機轉速跟蹤控制方法”的中國專利申請通過建立模糊神經網絡的方法，如申請號為“201310723403.4”名稱為“一種交流電機的轉速跟蹤方法、調速裝置及交流電機”的中國專利申請中通過磁鏈估計的方法，如申請號為“201510831699.0”名稱為“一種高壓變頻器轉速跟蹤再啟動方法”的中國專利申請中通過轉矩電流跟蹤的方法，如申請號為“201610322986.3”名稱為“一種永磁同步電機轉速跟蹤控制方法”的中國專利申請中通過擴展卡爾曼濾波器的方法，以上方法均能實現對電機轉速的跟蹤，但實現較為復雜，不利于數字控制器的實現；且上述方法大多根據轉矩電流為零或者根據電機輸入功率過零來判斷，在整個轉速跟蹤過程中受控制算法的動態特性影響，會使電機不斷處于發電、電動的狀態切換中，存在轉矩波動和一定量的電流沖擊。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種交流電機轉速跟蹤控制方法，

為解決上述技術問題，本發明提供的交流電機轉速跟蹤控制方法，用于跟蹤采用三相全橋逆變電路驅動的交流電機再啟動時的轉速，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、電機再啟動時，將三相全橋逆變電路的上橋臂的功率開關器件的驅動信號關閉，對三相全橋逆變電路的下橋臂的功率開關器件采用斬波調制，斬波調制時占空比D的初始值D(0)＝1；

步驟二、采樣a、b兩相電流，并采用CLARKE變換為兩相αβ坐標，然后獲取當前運算周期的電機電角度實際值同時獲取當前運算周期的電機電流幅值其中i_α(nT_s)和i_β(nT_s)為兩相αβ坐標，T_s表示運算周期，n表示運算周期數；

步驟三、對電機電流進行幅值控制，獲取三相全橋逆變電路的下橋臂的功率開關器件進行斬波調制時的占空比D(nT_s)，其中其中k_pi為電流PI環的比例系數，k_ii為電流PI環的積分系數，1/s表示積分運算，i_ref為給定電流幅值，T_s表示運算周期，n表示運算周期數，然后輸出該占空比信號控制三相全橋逆變電路的下橋臂的功率開關器件工作；