[发明专利]一种基于转矩估算的感应电机转子磁场定向偏差校正方法

说明书

技术领域

本发明属于交流感应电机控制技术领域，具体涉及一种对感应电机矢量控制系统磁场定向偏差角度进行校正的方法。

背景技术

交流电机变频调速方法主要包括开环V/f调速和闭环调速，闭环调速又被称为矢量控制方法，具体包含间接转子磁场定向、直接转子磁场定向、直接定子磁场定向等。其中间接转子磁场定向由于需要的硬件少，控制性能高而得到广泛的应用。

感应电机间接转子磁场定向矢量控制的原理为：将旋转坐标系建立在转子磁场方向上，并通过该坐标，将定子电流分解为转矩电流（q轴电流）和励磁电流（d轴电流）分量，从而分别实现输出转矩和转子磁场的大小控制，因此，转子磁场定向角度对矢量控制系统的性能和稳定性有着至关重要的影响。实际系统中转子磁场定向角度的计算涉及电机部分参数以及旋转坐标系下的d轴和q轴指令电流，那么计算过程中所使用的参数不准确将会导致磁场定向的角度产生较大偏差，尤其当电机工作在弱磁高速区时，由于温升和弱磁所导致的磁场变化，电机参数变化更加明显，若不能进行实时准确的参数更新，磁场定向的误差变化将进一步加剧，与此同时，由于磁场定向不准确和弱磁区电流控制性能的下降，d轴和q轴电流指令值与实际值并不相同，这同样会导致磁场定向出现偏差。

发明内容

本发明的目的是提供一种计算磁场定向偏差角度的方法，以实现磁场定向角度偏差的实时校正，提高系统尤其是弱磁高速区的控制性能和稳定性。

本发明的实施对象为采用矢量控制的感应电机驱动系统，一种感应电机转子磁场定向偏差校正方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）根据两相静止坐标系下的电压和电流计算感应电机输出转矩其中，v_αs和v_βs为两相静止坐标系下的两电压分量，i_αs和i_βs为两相静止坐标系下的两电流分量，poles为电机磁极个数；

（2）根据旋转坐标系下的电流计算感应电机输出转矩Te′=Lm(ids*cosθerr-iqs*sinθerr)(ids*sinθerr+iqs*cosθerr),]]>其中，L_m为电机互感，为d轴电流指令值，为q轴电流指令值，磁场定向偏差角度θ_err为转子磁场定向角度目标值与电机转子磁场的实际角度的差值；

（3）利用输出转矩构T_e＝T_e′的关系构建得到包含磁场定向偏差角度θ_err的方程式，求解所述方程式得到磁场定向偏差角度θ_err；

（4）计算当前所需的磁场定向角度为前一次校正得到的磁场定向角度。

本发明的具体技术效果体现如下：

1）通过计算磁场偏差角度，实现实时磁场定向校正，保证磁场定向的准确性；

2）通过对磁场定向的校正，使得转矩电流能够准确放映实际转矩的大小，提高系统的动态响应能力，增强系统性能；