[發明專利]一種感應電機的無源性控制器及控制方法

有效

• 申請號: 201711478358.5
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN107968608B
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發明（設計）人: 范波;郭寧;丁博文;張煒煒
• 申請（專利權）人: 河南科技大學
• 主分類號: H02P21/13
• 分類號: H02P21/13;H02P21/14;H02P21/18;H02P21/22;H02P21/26;H02P27/08
• 代理公司: 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙) 41120
• 代理人: 張龍

1.一種感應電機的無源性控制器，包括SVPWM調制信號輸出模塊和變頻器，SVPWM調制信號輸出模塊通過變頻器與感應電機相連接，其特征在于：所述控制器還包括：

信號變換模塊，用于將采集自感應電機的三相靜止電流信號變換為二相靜止電流信號；

轉子電流降維觀測單元，從信號變換模塊獲得二相靜止電流信號后估算出轉子電流；

自適應轉速估算單元，從信號變換模塊獲得二相靜止電流信號后估算出轉子轉速；

所述自適應轉速估算單元包括轉子磁鏈計算模塊、定子電流估算模塊和PI控制器，其中轉子磁鏈計算模塊從所述信號變換模塊獲得二相靜止電流信號后計算出轉子磁鏈，定子電流估算模塊從轉子磁鏈計算模塊獲得轉子磁鏈后估算出定子電流，PI控制器從定子電流估算模塊獲得定子電流以及從信號變換模塊獲取二相靜止電流信號后計算出轉子轉速，并將轉子轉速傳輸給期望電流估算單元；

期望電流估算單元，從自適應轉速估算單元獲得轉子轉速后計算出期望電流；

EL模型控制單元，從信號變換模塊獲得二相靜止電流信號、從轉子電流降維觀測單元獲得轉子電流、從自適應轉速估算單元獲得轉子轉速以及從期望電流估算單元獲得期望電流，然后生成SVPWM調制信號并通過SVPWM調制信號輸出模塊傳輸給變頻器。

2.如權利要求1所述的一種感應電機的無源性控制器，其特征在于：所述信號變換模塊為3s/2s變換模塊。

3.如權利要求1所述的一種感應電機的無源性控制器，其特征在于：所述轉子電流降維觀測單元包括2s/2r變換模塊和轉子電流估算模塊，其中轉子電流估算模塊從所述信號變換模塊獲得二相靜止電流信號后估算出轉子電流，轉子電流通過2s/2r變換模塊傳輸給所述EL模型控制單元。

4.如權利要求1所述的一種感應電機的無源性控制器，其特征在于：所述期望電流估算單元包括轉速控制器和期望電流計算模塊，其中轉速控制器從所述自適應轉速估算單元獲得轉子轉速后與期望轉速相結合計算期望轉矩，期望電流計算模塊從轉速控制器獲得期望轉矩與期望磁鏈相結合計算出期望電流。

5.如權利要求1所述的一種感應電機的無源性控制器，其特征在于：所述EL模型控制單元包括EL控制器、2r/2s變換模塊和旋轉角速度計算模塊，其中EL控制器從信號變換模塊獲得二相靜止電流信號、從轉子電流降維觀測單元獲得轉子電流、從自適應轉速估算單元獲得轉子轉速以及從期望電流估算單元獲得期望電流并輸出電壓控制信號和轉速控制信號，電壓控制信號傳輸給所述SVPWM調制信號輸出模塊，轉速控制信號通過旋轉角速度計算模塊傳輸給SVPWM調制信號輸出模塊。

6.如權利要求1所述的一種感應電機的無源性控制器的控制方法，其特征在于：具體步驟包括：

步驟1、對感應電機的三相靜止電流進行檢測，得到一步檢測信號；

步驟2、對一步檢測信號進行調理，得到二步檢測信號，并將二步檢測信號傳輸給信號變換模塊；

步驟3、信號變換模塊對二步檢測信號進行3s/2s變換，得到二相靜止電流信號；

步驟4.1、轉子電流降維觀測單元根據二相靜止電流信號對轉子電流進行估算；

步驟4.2、自適應轉速估算單元根據二相靜止電流信號對轉子轉速進行自適應計算；

步驟4.3、期望電流估算單元計算出期望電流；

步驟5、EL模型控制單元根據二相靜止電流信號、轉子電流、轉子轉速和期望電流生成SVPWM調制信號并通過SVPWM調制信號輸出模塊傳輸給變頻器；

步驟6、變頻器根據SVPWM調制信號對感應電機進行控制。

7.如權利要求6所述的一種感應電機的無源性控制器的控制方法，其特征在于：所述步驟4.2的具體過程包括：

步驟4.21、自適應轉速估算單元根據二相靜止電流信號對轉子磁鏈進行計算；

步驟4.22、自適應轉速估算單元根據轉子磁鏈對定子電流進行計算；

步驟4.23、自適應轉速估算單元根據定子電流和轉子磁鏈對轉子轉速進行自適應計算。