[發明專利]一種抑制擾動的異步電機轉速控制方法

在審

• 申請號: 202011015723.0
• 申請日: 2020-09-24
• 公開（公告）號: CN112242805A
• 公開（公告）日: 2021-01-19
• 發明（設計）人: 劉輝臣;宇文博;孫康康;武強;王靜宜;黃鑫
• 申請（專利權）人: 華夏天信（北京）智能低碳技術研究院有限公司;華夏天信智能物聯股份有限公司
• 主分類號: H02P21/18
• 分類號: H02P21/18;H02P21/14;H02P21/06;H02P21/22
• 代理公司: 北京智沃律師事務所 11620
• 代理人: 梁晨

1.一種抑制擾動的異步電機轉速控制方法，其特征在于：所述異步電機通過變頻器控制運行，所述變頻器包括轉速重構單元、轉速調整單元和電流調節單元，控制方法包括以下步驟：

S1：所述轉速重構單元獲取異步電機的轉子角速度ω_r，電流調節單元的轉子磁鏈參考值以及轉速調整單元輸出的轉矩電流參考值經過誤差反饋校正，向轉速調整單元輸出轉速重構信號和擾動信號z₀；

S2：所述轉速調整單元中，對轉速參考值與轉速重構信號的差值進行誤差反饋控制，經調節器處理后，與前饋補償的擾動信號z₀相疊加，得到轉矩電流參考值

S3：所述電流調節單元中，轉子磁鏈參考值生成勵磁電流參考值與勵磁電流反饋值i_sd進行比較，得到系統誤差e_d；將與轉矩電流反饋值i_sq進行比較，得出系統誤差e_q；

S4：分別將系統誤差e_q和e_d作為誤差反饋控制的輸入信號，經調節器處理后，得到q軸電壓u_sq和d軸電壓u_sd，施加于異步電機上。

2.根據權利要求1所述的抑制擾動的異步電機轉速控制方法，其特征在于：步驟S1中，在轉速重構單元內，將轉子角速度ω_r與轉速重構信號進行比較，得出系統誤差e1，將系統誤差e1作為誤差反饋控制的輸入信號。

3.根據權利要求1所述的抑制擾動的異步電機轉速控制方法，其特征在于：所述異步電機的電磁轉矩和運動方程為：

其中，T_e為異步電機的電磁轉矩，n_p為極對數，L_m為勵磁電感，L_r為轉子電感，ψ_rd為轉子磁鏈，i_sq為轉矩電流，J為轉動慣量，ω_r為轉子角速度，T_l為負載轉矩，B為摩擦系數；

聯立式(1)、(2)可得：

式(3)中，轉動慣量J、電機參數中的勵磁電感L_m與轉子電感L_r、轉子磁鏈ψ_rd、負載轉矩T_l、摩擦系數B均存在不確定性誤差，進而影響到異步電機的轉速控制性能。

4.根據權利要求3所述的抑制擾動的異步電機轉速控制方法，其特征在于：令代表上式中的確定項，令z₀代表上式中的不確定項，也就是擾動信號，則式(3)可改寫為：

式(4)為轉速重構的基礎方程，進而得到所述重構模型方程為：

其中，k₁、k₂為調節系數，f₁(e₁)、f₂(e₁)均為反饋校正函數，f₁(e₁)取為線性函數，即f₁(e₁)＝e₁；f₂(e₁)取為非線性函數f₂(e₁)＝e₁·|e₁|，非線性函數能夠提高增維擾動信號Z₀在反饋校正過程中的收斂速度。

5.根據權利要求1所述的抑制擾動的異步電機轉速控制方法，其特征在于：步驟S2中，所述調節器采用比例積分調節器，即：

其中，k_P1為轉速調節器比例系數，τ₁為轉速調節器積分時間常數，s為拉普拉斯變換中的復變量。

6.根據權利要求1所述的抑制擾動的異步電機轉速控制方法，其特征在于：步驟S4中，所述電流調節器采用比例積分調節器，兩個調節器的表示即：

其中，k_Pd、k_Pq分別為d軸和q軸電流調節器的比例系數，τ_d、τ_q分別為d軸和q軸電流調節器的積分時間常數，s為拉普拉斯變換中的復變量。