[發明專利]一種基于誤差補償的感應電機零頻穩定控制方法

有效

• 申請號: 201810614110.5
• 申請日: 2018-06-14
• 公開（公告）號: CN108718165B
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發明（設計）人: 孫偉;徐殿國
• 申請（專利權）人: 華中科技大學;哈爾濱工業大學
• 主分類號: H02P21/13
• 分類號: H02P21/13;H02P21/18;H02P21/14;H02P21/26
• 代理公司: 42201 華中科技大學專利中心
• 代理人: 李智;曹葆青

1.一種基于誤差補償的感應電機零頻穩定控制方法，在感應電機無速度傳感器驅動系統αβ坐標系下電機的定子電壓指令輸入值和轉子電壓補償模塊的輸入之間增加一虛擬電壓注入模塊，在虛擬電壓注入模塊、磁鏈轉速觀測器之間增加一轉子電壓補償模塊，αβ坐標系是2相靜止坐標系，dq坐標系是2相同步旋轉坐標系，其特征在于，包括以下步驟：

S1.基于虛擬電壓注入值或者離線標定法計算等效補償轉子電阻R_rc；

S2.基于等效補償轉子電阻R_rc計算轉子補償電壓和

S3.通過PARK反變換將和由dq坐標系變換到αβ坐標系，得到αβ坐標系下的轉子補償電壓和并結合αβ坐標系下虛擬電壓注入模塊的輸出值來構成轉子電壓補償模塊的輸出值

S4.基于構建磁鏈觀測器的動態數學模型；

S5.基于磁鏈觀測器的動態數學模型，使用轉速觀測器觀測感應電機轉子轉速使用磁鏈觀測器觀測轉子磁鏈的旋轉角度

S6.觀測出的轉子轉速被用于轉速PI調節模塊和磁鏈觀測器，觀測出的轉子磁鏈旋轉角度用于2相同步旋轉坐標/2相靜止坐標變換模塊，從而實現感應電機無速度傳感器轉速和轉矩的控制；

所述基于虛擬電壓注入值計算等效補償轉子電阻R_rc，具體包括以下步驟：

(1-1)利用dq坐標系下的電機定子電壓指令輸入值u_sd、u_sq和虛擬電壓注入模塊中的比例系數k，計算d軸下的虛擬電壓注入值u_{sd_inj}和q軸下的虛擬電壓注入值u_{sq_inj}；

u_{sd_inj}＝(k-1)u_sd

u_{sq_inj}＝(k-1)u_sq

(1-2)利用u_{sd_inj}和u_{sq_inj}計算等效補償轉子電阻R_rc；

其中，ω_e為同步轉速；ω_s為滑差轉速；R_s、R_r、R_rc分別為電機定子電阻、轉子電阻、等效補償轉子電阻；L_s、L_r、L_m分別為電機定子側電感、電機轉子側電感和電機互感；分別為d軸、q軸下的轉子電流觀測值。

2.如權利要求1所述的控制方法，其特征在于，轉子補償電壓和的計算公式如下：

其中，R_rc為等效補償轉子電阻，L_s、L_r、L_m分別為電機定子側電感、電機轉子側電感和電機互感；分別為d軸、q軸下的定子磁鏈觀測值；分別為d軸、q軸下的轉子磁鏈觀測值。

3.如權利要求1所述的控制方法，其特征在于，基于構建磁鏈觀測器的動態數學模型表示如下：

其中，

其中，分別為α軸、β軸下的定子磁鏈觀測值；分別為α軸、β軸下的轉子磁鏈觀測值；分別為α軸、β軸下的定子電流觀測值；為轉速觀測器觀測感應電機轉子轉速；R_s、R_r分別為電機定子電阻和轉子電阻；L_s、L_r、L_m分別為電機定子側電感、電機轉子側電感和電機互感。

4.如權利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述基于磁鏈觀測器的動態數學模型，使用轉速觀測器觀測感應電機轉子轉速使用磁鏈觀測器觀測轉子磁鏈的旋轉角度計算公式如下：

其中，k_p、k_i分別為轉速觀測器的比例環節增益和積分環節增益；i_sα、i_sβ分別為α軸、β軸下定子電流實際測量值；分別為α軸、β軸下定子電流觀測值；分別為α軸、β軸下的轉子磁鏈觀測值；S₁分別為的時間積分值。