[发明专利]基于转子槽谐波的异步电机速度检测和控制方法及系统

说明书

本发明提出基于转子槽谐波的异步电机速度检测和控制方法及系统，并将其应用于三相异步电机闭环控制系统中，具体原理是电机转子上有齿槽存在，由于齿槽效应，会在定子电压当中感应出谐波电压，谐波电压的频率正比于齿槽数，也正比于电机的转速；但是在检测的原始信号中，齿槽谐波电压与定子基波电压耦合在一起，并且齿槽谐波电压的幅值远远小于定子基波电压的幅值，目前常规的提取转子齿槽谐波电压信号的方法不能做到实时性，从而限制了基于转子槽谐波的异步电机速度检测方法的应用。

技术领域

本发明涉及电机转速检测技术领域，具体涉及一种基于转子槽谐波的异步电机速度检测方法及系统。

背景技术

异步电机高性能系统一般都采用矢量控制，异步电机矢量控制系统需要检测电机的转速形成速度闭环。速度传感器一般采用光电编码器作为电机的速度传感器，但是采用速度传感器会提高成本，而且在某些应用场合不适合使用传感器例如：室外、震动大的场合。因此无速度传感器矢量控制技术越来越受到大家的关注，无速度传感器矢量控制技术目前主要基于以下两种方法。一种是利用电机模型通过软件的方法来计算出转速，但这种方法依赖电机自身参数的准确性，参数如果测量误差较大将会影响检测结果，使测量结果严重失真甚至造成系统的不稳定。另一种是在定子当中注入高次谐波，通过对高次谐波检波来检测电机转速，但这种方法增加系统复杂度，并且本身对电机系统的正常运行也具有一定的干扰。

发明内容

(一)解决的技术问题

本发明的目的在于提供一种基于转子槽谐波的异步电机速度检测方法及系统，以解决上述背景技术中提出的实际问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于转子槽谐波的异步电机速度检测方法，包括：

步骤1，检测三相异步电机的定子线电压信号定子线电压信号含有转子齿槽谐波电压信号和定子基波电压信号；

步骤2，从给三相异步电机供电的三相逆变器的控制信号中提取电压正弦波信号

步骤3，构造参考信号：

式中，是由步骤2得出的正弦波信号，w₁(k)、w₁(k)k＝1，2，3…是调整系数；

步骤4，求取偏差：

式中是步骤1得出的定子线电压信号，是步骤3得出的参考信号；

步骤5，基于最小方差准则，修正中的调整系数w₁(k)，w₂(k)，修正规律如下：

式中e(k)是经步骤4得到的偏差，和是经步骤2得到的正弦波信号，λ是迭代系数；

步骤6，重复循环步骤3到步骤5，迭代修正参考信号中的调整系数 w₁(k)、w₂(k)，可以使得参考信号按照最小方差收敛于定子线电压信号即这时参考信号等于定子线电压信号中的基波电压分量，偏差即为转子槽谐波电压分量，对e(k)整形，得到脉冲信号，测量其频率即可测量电机的转速。