[发明专利]一种电机控制系统、方法及其应用

权利要求书

1.一种电机控制系统，其特征在于，包括：

采用多电枢单轴结构的电机；

多台与所述电机的电枢一一对应并相连的变频器；

所述变频器进一步包括依次相连的PI控制单元、主从选择控制单元、间接定子量控制单元和逆变单元；

每个变频器均采用速度环控制，所述PI控制单元通过速度传感器采集所述多电枢单轴电机的速度反馈信号，并根据给定指令速度进行PI控制，输出给定转矩信号至所述主从选择控制单元；所述主从选择控制单元根据上位机的指令，选择采用本台变频器或是其它变频器的给定转矩信号实现转矩输出同步控制；任意两台变频器之间能进行数据交互传输，实现给定转矩信号的互传；所述主从选择控制单元输出给定转矩信号作为所述间接定子量控制单元的输入信号，所述间接定子量控制单元通过计算定子磁链的幅值增量和相位增量来决定空间电压矢量，再通过空间电压矢量调制输出来控制逆变单元变频运行，再由所述逆变单元驱动所述多电枢单轴电机运行；

当所有的变频器都正常工作时，由所述上位机选择其中的一台变频器作为主变频器，其它的变频器作为从变频器；所述主变频器的主从选择控制单元选择自身速度环输出的给定转矩信号作为输出信号，所述从变频器的主从选择控制单元选择所述主变频器传输的给定转矩信号作为输出信号；当所述主变频器出现故障时，由所述上位机在所述从变频器中选择一台作为默认的主变频器，该默认的主变频器的主从选择控制单元选择给定指令速度与自身速度环的速度反馈信号经过PI控制后输出的转矩作为输出信号。

2.根据权利要求1所述的电机控制系统，其特征在于：所述主变频器的主从选择控制单元包括端口一、端口二和用于接收从变频器传输转矩的端口三，所述从变频器的主从选择控制单元包括端口四、端口五和用于接收主变频器传输转矩的端口六；当所述端口二与端口一连接，所述端口二与端口三断开时，所述主变频器的主从选择控制单元的输出转矩为给定指令速度与自身速度环的速度反馈信号经过PI控制后输出的转矩；当所述端口五与端口六相连，所述端口五与端口四断开时，所述从变频器的主从选择控制单元的输出转矩为所述主变频器传输的转矩。

3.根据权利要求2所述的电机控制系统，其特征在于：当所述主变频器发生故障时，立即封锁所述主变频器的逆变单元控制脉冲，所述主变频器将故障信息上传至上位机，所述上位机在所述从变频器中选择一台作为默认的主变频器，该默认的主变频器的主从选择控制单元的端口五与端口四相连，端口五与端口六断开，不再接收原有主变频器传输的转矩。

4.根据权利要求2所述的电机控制系统，其特征在于：当所述从变频器发生故障时，立即封锁所述从变频器的逆变单元控制脉冲，所述从变频器将故障信息上传至所述上位机，所述主变频器的主从选择控制单元的端口二与端口一连接，端口二与端口三断开，所述主变频器的主从选择控制单元的输出转矩为给定指令速度与自身速度环的速度反馈信号经过PI控制后输出的转矩。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的电机控制系统，其特征在于：所述变频器还包括设置于主从选择控制单元与所述间接定子量控制单元之间的转矩限制单元，所述主从选择控制单元输出的给定转矩信号经所述转矩限制单元进行转矩限制后输出至所述间接定子量控制单元。

6.根据权利要求5所述的电机控制系统，其特征在于，所述转矩限制单元根据以下公式进行转矩限制计算：

T＝K_p*T_emc

其中，K_p为转矩限制百分比，P_l为上位机传输的电机可使用的剩余功率，P_r为电机当前的实际输出功率，P_N为电机的额定功率，T为转矩限制单元输出至间接定子量控制单元的转矩，Temc为电机在全速范围内最大转矩包络线。