[发明专利]一种无速度传感器的高压同步电机矢量控制方法

摘要

本发明公开了一种无速度传感器的高压同步电机矢量控制方法，其特点在于，包括以下步骤1）实时采样定子电压和定子电流；2）通过锁相环获得转子位置和转速；3）通过速度、电流双闭环控制得到三相正弦电压信号、、；4）将三相正弦电压信号、、送往移相式SPWM分配板，利用移相SPWM控制方法对级联功率单元进行控制，控制电机转速。采用本发明的方法，在电机轴上无需安装速度传感器，避免了安装速度编码器所带来的弊端。

主权项

一种无速度传感器的高压同步电机矢量控制方法，其特征在于，包括以下步骤：1)实时采样得到同步电机的定子电压uA、uB、uC和定子电流iA、iB、iC；2)通过锁相环获得同步电机的转子角速度ω和转子位置电气角度θ；利用Clark变换将步骤1)得到的定子电压uA、uB、uC和定子电流iA、iB、iC变换到两相静止坐标系上，得到在两相静止坐标系上的定子电压ua、uβ和定子电流ia、iβ，即uαuβ=231-12-12032-32uAuBuC]]>iαiβ=231-12-12032-32iAiBiC;]]>3)由步骤2)的转子位置电气角度θ，利用Park变换将两相静止坐标系上的定子电流变换到两相旋转坐标系中idiq=cosθsinθ-sinθcosθiαiβ]]>将步骤2)得到的转子角速度ω与给定的角速度参考值ω*比较，得到的转速偏差经PI控制器，并计算得到定子相电流转矩分量iqref；idref是励磁电流给定；iqref和idref分别与iq和id经过PI控制器得到q轴电压给定值Vqref和d轴电压给定值Vdref，结合步骤2)得到的转子位置电气角度θ，经Park逆变换和Clark逆变换输出三相正弦电压信号Va、Vb、Vc；4)将三相正弦电压参考信号Va、Vb、Vc送往移相式SPWM分配板，利用移相SPWM控制方法对级联变频器的功率单元进行控制，控制同步电机转速；步骤2)中，同步电机在aβ坐标系上的定子电压方程为uα=Riα+Ldiαdt+eαuβ=Riβ+Ldiβdt+eβ---(1)]]>其中，R为同步电机的定子电阻，L为同步电机的漏感，ea为同步电机相反电势在a轴上的分量，eβ为同步电机相反电势在β轴上的分量；令：k＝eaiβ‑eβia   (2)将式(1)代入式(2)得：又有ia＝icosωt，iβ＝isinωt其中ω为转子角速度，i为定子综合电流，t为时间；则式(3)进一步化简为通过锁相环，控制k＝0获得转子角速度ω和转子位置电气角度θ。