[发明专利]基于转差角绝对值时间积分守恒的异步电动机控制方法

权利要求书

1.一种基于转差角绝对值时间积分守恒的异步电动机控制方法，异步电动机控制系统包括母线电压源、全桥逆变器、异步电动机、光电码盘、电压传感器1、电压传感器2、电压传感器3、电压传感器4、电流传感器1、电流传感器2和电流传感器3；所述母线电压源两端连接全桥逆变器，电压传感器4并联在母线电压源两端；所述全桥逆变器包括三个并联的桥臂，三个桥臂中点依次通过电流传感器1-3连接至异步电动机三相绕组的三个输出端；所述电压传感器1电压传感器2和电压传感器3分别并联在异步电动机电枢绕组的两端，用于测量各相电压；所述光电码盘与异步电动机转子同轴安装，用于测量电动机的转角电角频率；其特征在于，所述异步电动机控制方法包括负载转矩突增和负载转矩突降两种情况，具体如下：

(1)负载转矩突增时：

步骤S1.1、记录负载转矩突增时刻为t_A，通过光电码盘获取异步电动机的转角电角频率ω_r；测量异步电动机的定子电阻R，并利用电压传感器1、电压传感器2、和电压传感器3分别测量获得异步电动机的定子电压u_a，u_b和u_c；通过电流传感器1、电流传感器2、和电流传感器3分别测量获得异步电动机的定子电流i_a，i_b和i_c；

步骤S1.2、计算获取异步电动机的负载反电势如下：

分别对E_a，E_b和E_c进行积分，获得异步电动机的定子磁链ψ_a，ψ_b和ψ_c，通过ψ_a，ψ_b和ψ_c计算获得定子磁链的幅值|ψ_s|和定子磁链的相位角θ_s如下：

步骤S1.3、获取异步电动机的数字控制系统的开关频率为T，同时利用电压传感器4测量母线电压U_dc，计算异步电动机的同步电角频率ω_s如下：

步骤S1.4、对ω_r进行求导，当ω_r的求导值为0时，记录这一时刻为t_B；在t_A到t_B的时间段内，选择电压矢量作用于异步电动机；

步骤S1.5、在t_A到t_B的时间段内，对ω_r进行时间积分，获得ω_r的时间积分值θ_r如下：

对θ_r进行时间积分如下：

从t_B时刻开始，对ω_s进行时间积分，获得ω_s的时间积分值θ₁如下：

对θ₁进行时间积分如下：

当时，记录这一时刻为t_C；在t_B到t_C的时间段内，选择电压矢量作用于异步电动机；

步骤S1.6、令在t_C到t_D的时间段内，选择电压矢量u_min＝0作用于异步电动机；

(2)负载转矩突降时：

步骤S2.1、记录负载转矩突降时刻为t_A，通过光电码盘获取异步电动机的转角电角频率ω_r；测量异步电动机的定子电阻R，并利用电压传感器1、电压传感器2、和电压传感器3分别测量获得异步电动机的定子电压u_a，u_b和u_c；通过电流传感器1、电流传感器2、和电流传感器3分别测量获得异步电动机的定子电流i_a，i_b和i_c；

步骤S2.2、计算获取异步电动机的负载反电势如下：

分别对E_a，E_b和E_c进行积分，获得异步电动机的定子磁链ψ_a，ψ_b和ψ_c，通过ψ_a，ψ_b和ψ_c计算获得定子磁链的幅值|ψ_s|和定子磁链的相位角θ_s如下：

步骤S2.3、获取异步电动机的数字控制系统的开关频率为T，同时利用电压传感器4测量母线电压U_dc，计算异步电动机的同步电角频率ω_s如下：

步骤S2.4、对ω_r进行求导，当ω_r的求导值为0时，记录这一时刻为t_B；在t_A到t_B的时间段内，选择电压矢量u_min＝0作用于异步电动机；

步骤S2.5、从t_A到t_B的时间段内，对转差ω_s-ω_r进行时间积分，获得ω_s-ω_r的时间积分值θ_sr如下：

对θ_sr进行时间积分如下：

从t_B时刻开始，对ω_s进行时间积分，获得ω_s的时间积分值θ₁如下：

对θ₁进行时间积分如下：

当时，记录这一时刻为t_C，在t_B到t_C的时间段内，选择电压矢量u_min＝0作用于异步电动机；

步骤2.6：令在t_C到t_D的时间段内，选择电压矢量作用于异步电动机。