[发明专利]一种交流电机全频率段稳定运行的电机控制方法及电路

说明书

本发明提供一种交流电机全频率段稳定运行的电机控制方法及电路，低速和高速控制切换平滑，拓宽了稳定范围，调速范围大，应用广泛。其包括，将根据设定频率生成的给定电流Idref与采集交流电机电流生成的反馈电流Idfed进行偏差处理；对得到的偏差进行PID控制生成初始给定直轴电压；根据交流电机的运转方向对初始给定直轴电压进行幅值限定得到给定直轴电压Udref；根据设定频率得到对应的设定转速，由设定转速得到给定交轴电压Uqref；将给定直轴电压Udref和给定交轴电压Uqref进行合成，输出交流电机控制电压的值和角度。

技术领域

本发明涉及交流电机的全频率段控制，具体为一种交流电机全频率段稳定运行的电机控制方法及电路。

背景技术

随着社会的发展和技术进步，目前工业领域大量使用变频器来控制电机运行，VF控制也叫恒压频比控制，它是按照电动机稳态关系进行控制的开环系统，是标量控制中的一种。由于没有转矩电流环控制以及是建立在稳态控制的基础上，因此具有动态性能差，启动性能差，磁场建立慢等缺点，但是由于其简单，易用，受参数变化影响小，性能也能满足一般的调速要求，因此应用最广泛，深受广大用户青睐。

但是由于定子电阻和死区的影响，导致低速时VF带载能力差，严重时运行不稳定。另外，无编码器矢量控制，虽然低速负载能力强，但是受参数影响大，不稳定。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种交流电机全频率段稳定运行的电机控制方法及电路，低速和高速控制切换平滑，拓宽了稳定范围，调速范围大，应用广泛。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种交流电机全频率段稳定运行的电机控制方法，包括，

将根据设定频率生成的给定电流Idref与采集交流电机电流生成的反馈电流Idfed进行偏差处理；

对得到的偏差进行PID控制生成初始给定直轴电压；

根据交流电机的运转方向对初始给定直轴电压进行幅值限定得到给定直轴电压Udref；

根据设定频率得到对应的设定转速，由设定转速得到给定交轴电压Uqref；

将给定直轴电压Udref和给定交轴电压Uqref进行合成，输出交流电机控制电压的值和角度。

优选的，根据交流电机的运转方向来对电流PID控制器生成的初始给定直轴电压进行变方向限幅，正转时，限定到-n～0，反转时，限定到0～n，n为额定电压的25％～100％。

优选的，根据设定频率即设定转速，以及额定转速生成给定电流Idref时，由如下生成公式得到，

其中，I_N为电机额定电流，ω_N为电机额定转速，ω_r为电机当前设定电机转速，ω＝60f/p，p为电机极对数。

优选的，采集交流电机电流后依次进行克拉克变换和帕克变换后生成反馈电流Idfed。

优选的，对得到的偏差进行电流PID控制时的公式如下，并进行抗饱和处理；

其中，K_p为比例参数，T_I为积分参数，T_d为微分参数，e(t)为偏差。

优选的，给定交轴电压Uqref生成公式如下式，

其中，U_N为电机额定电压，ω_N为电机额定转速，ω_s为电机实际转速。