[发明专利]一种基于矢量控制的感应电机电流失控预测方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于矢量控制的感应电机电流失控预测方法，具体为：单PWM周期内对两相电流多次采用，并进行d/q轴解耦，得到d/q轴下的电流i_ds和i_qs；计算i_ds和i_qs与d/q轴电流给定值之间的偏差△i_ds和△i_qs；考虑定子电阻对温度比较敏感，建立定子电阻基于温度的估算模型，从而计算得到当前电压裕度下，d/q轴电流允许变化范围△i’_ds和△i’_qs；比较△i_ds和△i’_ds以及△i_qs和△i’_qs之间的大小，并与d/q轴电流的电流失控阀值△d和△q相比较，从而预测电流是否会失控。本发明给出了电流可能失控的预测方法，显著提升电机和驱动装置运行的可靠性，避免由于过流而导致的功率装置或电机损坏。

技术领域

本发明属于交流感应电机及其控制技术领域，具体涉及一种基于矢量控制的感应电机电流失控预测方法及系统。

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，实际输出转矩大小与转矩电流和励磁电流的乘积成线性关系。

感应电机矢量控制系统包含两个电流调节器，分别是q轴电流调节器和d轴电流调节器，由于d/q轴电流之间存在交叉耦合，使得常规的PI调节器带宽会随着电流频率的提高而下降，并且当电机转速较高时，由于反电动势的不断升高，使得d/q轴电流调节器更易饱和，因此，电流调节器可能难以达到设计要求，从而导致电流失控，甚至损坏功率装置和电机。因此，有必要对感应电机电流失控进行预测，以便在失控前采取措施，避免由于电流失控而导致的功率装置和电机的损坏。

发明专利《一种基于矢量控制的感应电机电流失控预测方法》中采用了预测控制方法对电流状态进行了估计，从而实现对电流失控的有效处理，其预测方法需要利用电机电压和电流模型，模型中的关键参数之一即是电机定子电阻，而该参数会随着电机运行状态变化而引起的温度变化出现较大波动，进而导致预测电流与实际状况不符，出现电流失控的预测失败。

发明内容

本发明的目的是提供一种感应电机电流失控的预测方法，考虑定子电阻对温度比较敏感，建立定子电阻基于温度的估算模型，适应电机运行状态变化而引起的温度变化出现的电阻波动，从而提高电流失控预测方法的可靠性。

一种基于矢量控制的感应电机电流失控预测方法，具体为：

单PWM周期内对两相电流采样，对采样电流进行d/q轴解耦，得到d轴电流i_ds和q轴电流i_qs；

计算d轴电流i_ds与d轴电流给定值之间的偏差△i_ds，q轴电流i_qs与q轴电流给定值之间的偏差△i_qs；

计算当前电压裕度下d轴电流允许变化范围△i’_ds和q轴电流允许变化范围△i’_qs；

计算|Δi_ds|与|Δi'_ds|之间的差值△i_d，及|Δi_qs|和|Δi'_qs|之间的差值△i_q；