[发明专利]一种控制交流电机的方法

说明书

本发明涉及对交流电机实施控制的方法。

交流电机由于结构简单，工作稳定，维护量小，较易实现对大功率电机的驱动等优点，已取代直流调速系统而占据主导地位。由于在对交流电机这个非线性强耦合器实施解耦时，所用电机参数与众多因素有关，如：电机绕组电阻值随温度而变化，电感值随磁路饱合程度而变化。而这些变化又将影响对电机的控制精度，如：用以计算电机滑差频率指令的电机次级绕组电阻值与实际值不等时，便会造成电机转矩控制的不准，当电机初级绕组电阻值与实际值不等时，便会造成对电机磁场定向的不准，这便是众所周知的由于电机定转子绕组电阻值波动造成的交流调速系统中的问题，特别是在电机工作频率较低时，电机绕组电阻上电压降占电机工作电压比例增大，此时电机绕组电阻值波动造成控制用电机绕组电阻值与其实际值不一致时，对电机控制的影响将更为明显。同时，如忽略电机绕组电感值随磁路饱合程度的变化，则对电机的精确控制将是不可能的，尤其在弱磁恒功率凋速时，电机励磁电感的变化较大。为解决上述问题各种控制方法均采用了不同的措施，如：日本专利《感应电动机的矢量控制设备》(公开号CN1098570)一文中采用根据电机初级绕组电压U1在与初级绕组电流同向的δ轴上的误差电压来计算电机次级绕组电阻值的变化量，并以此对次级绕组电阻值进行补偿，同时，在一特定条件下测量励磁电感与初级绕组电流频率的关系，以及励磁电感的变化量与励磁电流的关系，记录在一相关的数据表中，并在对电机实施具体控制时读取以较正电机励磁电感的变化。但是，采用与上述对电机次级绕组电阻值进行补偿相类似的方法只能使所需电机参数围绕其正常值波动，采用与上述对电机励磁电感通过相关数据表进行函数拟合相类似的方法，将由于电机的实际工作状态与测取上述数据表时的工作状态常不一样，因而电机参数的变化对电机控制精度的影响将仍然存在。在日本专利《控制感应电动机的方法》(公开号CN1099200)一文中，又提出了通过在电机工作电源上叠加一与电机工作电源频率不同的交流信号以检测电机绕组的漏电感值，并由此实现对电机磁通位置的检测，由分析可知其所检测得的电机绕组漏电感值为电机次级绕组漏电感值与电机励磁电感值的并联值再与电机初级绕组漏电感值的和，其中电机励磁电感与主磁路的饱和程度有关，电机初级和次级漏电感分别与电机的初级和次级绕组的工作电流有关，这主要是随电机初次级工作电流的不同，漏磁路的饱合程度发生变化所致，因而上述检测得的电机漏电感值的变化实际上应为电机主磁路饱合程度，电机初级绕组工作电流，电机次级绕组工作电流，三个因素共同影响的结果，而在上述的日本专利中，忽略电机初次级绕组受电机初次级工作电流的影响，即在上述检测得的电机漏电感值为一个只受电机次级磁饱合程度影响的参数这一假定条件下，对电机磁通位置进行检测，但在上述条件不成立时，则检测得的电机磁通位置必将存在误差，即只能称之为对电机磁场位置的估计值，并由此造成对电机控制的精度降低。为消除上述电机参数的变化对在对电机进行控制时的影响，人们提出的较为有效的方法有：变结构自适应控制和神经网络自学习控制等，但这些方法有同时存在或易振荡或有滑模颤振或有静态误差等问题。而且电机参数的变化对电机控制精度的影响这一问题，在无速度传感器电机调速控制系统中表现的更为突出，这主要是由于在无速度传感器电机调速控制系统中，用以实施转速反馈的电量为一个通过对电机定子侧电量解耦后所得到的受电机绕组电阻和电感等参数变化影响的量。

本发明的目的正在于解决上述问题，提出了通过对电机参数在线测量装置对控制所需的电机参数进行测量，并在此基础上根据检测所得的电机参数对电机进控制的方法。当然，可以在对电机控制的整个过程使用本发明的电机参数检测装置所检测得的电机参数对电机进行控制，亦可以是只在当该参数的波动对将对电机控制的影响较大时，采用本发明的电机参数检测装置所检测得的电机参数对电机进行控制，例如在电机高速运行时，电机初级绕组电阻值的波动对电机控制精度影响较小，此时可采用电机在某状态下的检测值代替上述对电机初级绕组电阻值的实时检测。而这将不影响本发明对以下具体实施例的说明。以下为对本发明内容根据各实施例进行的具体说明，但本发明内容并不仅限于下述各实施例的内容。

图1为本发明中对电机工作绕组电阻值进行在线检测的检测电路。

图2为本发明中对电机工作绕组电阻值进行在线检测的又一检测电路。

图3为电机一等效电路图。

图4为本发明中对电机转速实施控制的实施例1。

图5为本发明中对电机转速实施控制的实施例2。

图6为本发明中对电机转速实施控制的实施例3。