[发明专利]无传感器矢量控制设备及其方法

权利要求书

1.一种无传感器矢量控制设备，包括：

速度控制器，用于从使用者接收速度命令值并且输出同步速度；

“d”和”q”轴电压命令单元，用于接收同步速度命令值并且转换为”d”轴电压与”q”轴电压；

电压转换器，用于接收”q”轴电压与”d”轴电压，并且将这两相电压转换成三相电压；和

变流器，用于接收三相电压并且控制感应电动机的速度。

2.如权利要求1所述的设备，其中速度控制器包括：

第一运算器，用于计算来自使用者的速度命令值和感应电动机的实际电压之间的误差值；

比例积分器，用于接收速度命令值和实际电压之间的误差，并且计算感应电动机的转差频率；和

第二运算器，用于将转差频率和速度命令值相加并且获取同步速度。

3.如权利要求1所述的设备，其中”d”轴电压命令单元包括：

低通滤波器，用于接收流过感应电动机的“q”轴的实际电流(iqs)，对其进行低通滤波以去除不必要的部分，而且输出经过滤波的电流(iqs)；

第一乘法器204，用于接收经过滤波的电流(iqs)，将其乘以定子电阻值(Rs)，并且输出电压；

电压运算器，用于接收经过滤波的电流(iqs)，将其乘以同步速度(We)和电感值δL，并且生成电压；    

低通滤波器，用于接收流过感应电动机的“d”轴的实际电流(ids)，对其进行低通滤波以去除不必要的部分，并且输出经过滤波的电流；

第二乘法器，用于将经过滤波的电流值乘以定子电阻值(Rs)，并且输出电压；和

第三运算器，用于运算从第二乘法器输出的电压值和从电压运算器输出的电压，并且生成”d”轴电压(Vds)。

4.如权利要求1所述的设备，其中”q”轴电压命令单元包括：

电压发生器，用于从速度控制器接收同步速度(We)，并且生成与同步速度相对应的电压，以便使电压对频率的比率恒定不变；

“d”轴电流控制器，用于控制“d”轴电流以恒定地控制磁通；和

第二运算器，用于运算电压发生器的输出电压、从感应电动机“d”轴电流控制器输出的电压、和“q”轴的分量的输出电压，并且生成”q”轴电压(Vqs)。

5.如权利要求4所述的设备，其中“d”轴电流控制器包括：

第一运算器，用于接收相应于感应电动机额定值的“d”轴分量的电流命令值和流过感应电动机的实际电流，并且获取误差；和

第一比例积分电路，用于接收来自第一运算器的误差值并且生成与电流误差成比例的电压。

6.如权利要求4所述的设备，其中“d”轴电流控制器通过控制电流来获取响应速度。

7.如权利要求4所述的设备，其中”q”轴电压命令单元包括：

电压发生器，用于接收同步速度并且提供预定的电压；和

乘法器，用于将从“d”轴电流控制器输出的电压和从电压发生器输出的电压相乘。

8.一种无传感器矢量控制方法，用于从使用者接收速度命令值并且控制感应电动机的速度，包括步骤：

通过速度控制器接收依照使用者的输入的速度命令值；

通过速度控制器补偿依照负荷变化的速度变化；  

接收同步速度、“d”轴分量的电流命令值、“d”轴的实际电流和“q”轴的实际电流，并且通过”q”轴电压命令单元生成”q”轴电压和通过”d”轴电压命令单元生成”d”轴电压。

将“q”轴电压和“d”轴电压转换成三相电压；和

将这三相电压供给变流器。

9.如权利要求8所述的方法，其中”d”轴电压命令单元分别地控制“d”轴的电流和“q”轴的电流。

10.如权利要求8所述的方法，其中，在”q”轴电压命令单元中，通过使用公式Vqs＝Rs*iqs+We*Ls*ids＝Rs*iqs+E，E＝We*Ls*ids生成”q”轴电压，其中“Rs”表示定子电阻，“Ls”表示定子电抗，“ids”表示流过电机的“d”轴的实际电流(磁通-电流)，“iqs”表示流过电机的“q”轴的实际电流(转矩电流)，和“E”表示电机的反电动势分量。

11.如权利要求10所述的方法，其中可以通过控制反电动势分量(E)恒定地保持磁通。