[发明专利]基于新型转子磁链观测器的异步电机速度控制装置及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于转子磁链观测器的异步电机速度控制装置及系统，属于交流伺服电机控制技术领域。

背景技术

异步电机具有高可靠性、高效率和低成本等突出优点，在现代工业、民用和军事等领域得到广泛的应用。

由于异步电机数学模型复杂，具有高度非线性，并且系统参数会随着工况的变化而变化，因此给异步电机的控制带来很大的难度。目前，在大多数高性能应用场合，控制异步电机最常用的方法是矢量控制，但存在速度慢、耗时长等问题。

发明内容

为了克服现有异步电机模型仿真速度慢和转子磁链观测器观测性能不佳的不足，本发明提供一种基于新型转子磁链观测器的异步电机速度控制装置及系统，不仅能提高系统仿真速度，而且能较准确地观测转子磁链值，实现宽范围的调速性能。

一种基于新型转子磁链观测器的异步电机速度控制装置，其特征是，包括异步电机模块、转子磁链观测器、Park变换模块、逆Park变换模块、d轴电流控制器、q轴电流控制器、速度控制器、第一比较模块、第二比较模块和第三比较模块；所述异步电机模块包括转子模块、定子改进模块、互感磁链模块、转矩模块和运动模块；所述转子模块设置有第一输入端、第二输入端、第三输入端、第一输出端和第二输出端；所述互感磁链模块设置有第一输入端、第二输入端和输出端；所述定子改进模块设置有第一输出端、第二输出端、第三输出端、第一输入端和第二输入端；所述转矩模块设置有输出端和输入端；所述运动模块设置有第一输入端、第二输入端和输出端；所述第一比较模块设置有第一输入端、第二输入端和输出端；所述第二比较模块设置有第一输入端、第二输入端和输出端；所述第三比较模块设置有第一输入端、第二输入端和输出端；所述速度控制器设置有输入端和输出端；所述q轴电流控制器设置有输入端和输出端；所述d轴电流控制器设置有输入端和输出端所述逆Park变换模块设置有第一输入端、第二输入端、第三输入端和输出端；所述Park变换模块设置有第一输出端、第二输出端、第一输入端和第二输入端；所述转子磁链观测器包括第一输入端、第二输入端、第三输入端和输出端；所述转子磁链观测器的第一输入端与所述逆Park变换模块的输出端相连接，所述转子磁链观测器的第二输入端与所述定子改进模块的第三输出端相连接，所述转子磁链观测器的第三输入端与所述运动模块的输出端相连接，所述转子磁链观测器的输出端与所述Park变换模块的输入端相连接。

前述的一种基于新型转子磁链观测器的异步电机速度控制装置，其特征是，所述转子模块的第一输出端与互感磁链模块的第一输入端相连接；所述定子改进模块的第一输出端与转矩模块的输入端相连接，所述定子改进模块的第二输出端与互感磁链模块的第二输入端相连接，所述定子改进模块的第二输入端与逆Park变换模块的输出端相连接；所述互感磁链模块的输出分别与转子模块的第一输入端和定子改进模块的第一输入端相连接；所述运动模块的第一输入端与转矩模块的输出端相连接。

前述的一种基于新型转子磁链观测器的异步电机速度控制装置，其特征是，所述第一比较模块的第二输入端与运动模块的输出端相连接；所述速度控制器的输入端与第一比较模块的输出端相连接；所述第二比较模块的第一输入端与速度控制器的输出端相连接，所述第二比较模块的第二输入端与Park变换模块的第一输出端相连接；所述q轴电流控制器的输入端与第二比较模块的输出端相连接；所述逆Park变换模块的第一输入端与q轴电流控制器的输出端相连接，所述逆Park变换模块的第二输入端与d轴电流控制器的输出端相连接，所述逆Park变换模块的第三输入端与转子磁链观测器的输出端相连接；所述d轴电流控制器的输入端与第三比较模块的输出端相连接；所述第三比较模块的第二输入端与Park变换模块的第二输出端相连接。

前述的一种基于新型转子磁链观测器的异步电机速度控制系统，其特征是，所述转子磁链观测器的实现方式为：