[发明专利]一种感应电机控制系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电气控制系统，尤其涉及一种感应电机控制系统及方法。

背景技术

转差频率矢量控制是开环V/f控制的一种改进方法，它通过调节转差以实现速度的闭环控制，如图1所示。其中速度环误差通过比例积分调节控制器和限幅器后得到电磁转差ω_sl。该电磁转差ω_sl与反馈的当前转速ω_r相加产生如图1所示的频率指令ω_e^*。该频率指令ω_e^*再通过一个V/f函数发生器产生电压指令。由于在恒定磁链下的转差率与输出转矩成正比见下式

（1）其中ψ_m为磁链，R_r为转子电阻折算到定子侧的等效电阻。可以认为在速度控制环内存在一个转矩开环控制。由于转差频率矢量控制使用时无须依赖电机参数，具有简单、可靠、成本低且在弱磁情况也能良好的工作等优点，在交流调速领域得到广泛应用。

转差频率矢量控制变频调速时改变的是频率指令ω_e^*，根据式（1）只有磁链ψ_m恒定T_e∝ω_sl，根据交流磁通产生原理，ψ_m=k×E₁/ω_ε，其中E₁和ω_ε分别为电机的相反电动势电压和电磁频率，k为常数，当保持E₁/ω_ε为常数时就可以保持恒磁通。但是由于E₁很难测量，工程中用相电压V₁来近似代替E₁，即保证E₁/ω_e为常数。由于V₁=E₁+R_si_s，在高频段感应电动势E₁大，定子压降R_si_s相对较小可以忽略，但是在低频段感应电动势E₁小，定子压降R_si_s相对较小不能忽略，这样导致在低频段感应电机磁链ψ_m减小，表现在电机的低频带载能力降低。为了保证低频时能获得额定状态下的磁链，应当对低频段电压进行补偿，来弥补定子压降以提高电机的带载能力。由于在不同负载情况下定子压降不同，如补偿电压使用固定值，在轻载情况下电机很容易达到磁饱和状态，电机效率降低；重载时补偿值偏小又不能正常带载启动，使得补偿电压值难以确定。

发明内容

针对现有的转差频率矢量控制感应电机所存在的上述问题，现提供一种旨在获得随负载变化的补偿电压值的感应电机控制系统及方法。

具体技术方案如下：

一种感应电机控制系统，包括绝缘栅双极型晶体管驱动装置、空间矢量脉宽调制信号生成器、电磁转速生成器、电压生成器、比例积分调节控制器以及转速反馈装置；

所述绝缘栅双极型晶体管驱动装置的输出端用以连接感应电机的控制端，所述空间矢量脉宽调制信号生成器的信号输出端连接所述绝缘栅双极型晶体管驱动装置的输入端；

所述空间矢量脉宽调制信号生成器的第一输入端及第二输入端分别连接于所述电磁转速生成器的输出端以及所述电压生成器的输出端；

所述比例积分调节控制器的输出端分别连接所述电磁转速生成器的输入端以及所述电压生成器的输入端，向所述电磁转速生成器以及所述电压生成器输出电磁转差ω_sl，所述比例积分调节控制器的输入端输入所述感应电机的目标转速ω_r^*；