[發明專利]一種感應電機無速度傳感器矢量控制低頻估算方法及系統

有效

• 申請號: 201711325084.6
• 申請日: 2017-12-13
• 公開（公告）號: CN108183646B
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 王傲能;王勝勇;盧家斌;王聞宇
• 申請（專利權）人: 中冶南方（武漢）自動化有限公司
• 主分類號: H02P21/14
• 分類號: H02P21/14;H02P21/18
• 代理公司: 武漢河山金堂專利事務所(普通合伙) 42212
• 代理人: 胡清堂

本發明涉及一種感應電機無速度矢量控制低頻估算方法及系統，在現有無速度速度傳感器矢量控制系統的基礎上，在低頻段通過勵磁電流偏差通過PI調節器得到定子電阻補償值，并進行P參數及I參數線性化處理，然后將定子電阻補償值引入無速度傳感器矢量控制系統的低頻估算系統中，以提高低頻速度估算準確性，提高了無速度傳感器矢量控制系統低頻段運行穩定性和帶載能力，具有較大的實用價值。

技術領域

本發明涉及電壓模型磁鏈速度觀測器的使用領域，特別涉及一種感應電機無速度傳感器矢量控制低頻估算方法及系統。

背景技術

在過去的幾年里，感應電機無速度傳感器矢量控制技術有了顯著地發展，感應電機常用的磁鏈速度估算模型有兩種：一種是電流模型，它是根據定子電流和轉速來計算定子磁鏈；另一種是電壓模型，它是利用定子電壓方程通過積分運算來獲得定子磁鏈。相對于電流模型，電壓模型主要只受定子電阻參數影響，因而具有所需要電機參數少、不易受電機參數變化的影響、實現方法簡單、成本低廉等優點，從而在感應電機無速度傳感器矢量控制系統中獲得廣泛應用。

于電壓模型磁鏈速度觀測器的無速度傳感器感應電機矢量控制系統，在低速區區域其磁鏈和轉速估算與電機參數定子電阻密切相關。高頻運行時，電機反電勢較大，定子電阻變化對反電勢的影響較小。低頻運行時，電機反電勢較小，定子電阻變化對反電勢的影響較大。因此，電機參數定子電阻辨識不準確或由于溫升導致定子電阻值偏移時，將會嚴重影響無速度傳感器感應電機矢量控制系統的低頻速度估算準確性，進而影響其運行穩定性和帶載能力。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種在線定子電阻補償改善感應電機無傳感器矢量控制低頻速度估算準確性的方法及系統，能夠顯著提高系統運行的穩定性，保持低速有較強的帶載能力。

一種感應電機無速度傳感器矢量控制低頻估算方法，所述方法步驟如下：

1、一種感應電機無速度傳感器矢量控制低頻估算方法，其特征在于：所述方法步驟如下：

1)感應電機無速度傳感器矢量控制系統在低頻狀態下，用勵磁電流偏差通過PI調節器得到定子電阻補償值；

2)將定子電阻補償值進行P參數及I參數線性化處理；

3)將定子電阻補償值引入無速度傳感器矢量控制系統的低頻估算中。

在上述技術方案中，所述步驟1)中，所述通過PI調節器得到定子電阻補償值，其實現步驟如下：

1a)感應電機矢量控制在dq軸坐標系，定義為d軸給定電壓，為q軸給定電壓，為d軸給定電流，為q軸給定電流，u_sd為d軸實際電壓，u_sq為q軸實際電壓，i_sd為d軸實際電流，i_sq為q軸實際電流，ΔR_s為定子電阻變化值，在dq軸坐標系電壓矢量方程為：

1b)從上述電壓矢量方程公式(1)中，定子電阻變化將影響d軸電流和q軸磁鏈發生變化，通過實際電流和磁鏈表示為：

公式(2)與上述電壓矢量方程(1)相減得：

1c)相減得到的上述公式中在穩態時，公式(3)表述成：

從上述公式(4)看出，定子電阻變化會導致勵磁電流偏差，同時在很小定子電阻變化可認為d軸電流為常數，定子電阻變化與勵磁電流偏差成線性關系，通過引入PI調節器補償定子電阻變化，即ΔR_sc＝-(KP·e_d+KI∫e_ddt)--(5)，其中P參數為KP，I參數為KI。

在上述技術方案中，所述步驟2)，所述P和I參數線性化處理步驟如下：