一种电机控制方法、系统及电机技术方案

本发明专利技术涉及一种电机控制方法、系统及电机，该方法包括：采集电机定子端三相电流；根据所述三相电流得到电机的两相电压；通过所述电机的两相电压确定扩展反电动势估计值；利用锁相环控制所述扩张反电动势得到电机反馈转速；根据所述电机反馈转速控制所述电机。本发明专利技术提供的技术方案通过扩展反电动势确定出电机的反馈转速来控制电机，提高反电势的观测精度的同时加快动态响应速度和抗扰能力，利用锁相环位置跟踪器能够快速跟踪转子位置和转速的变化。

A Motor Control Method, System and Motor

The invention relates to a motor control method, system and motor. The method includes collecting the three-phase current at the stator end of the motor, obtaining the two-phase voltage of the motor according to the three-phase current, determining the estimated value of the extended back-EMF by the two-phase voltage of the motor, controlling the expanded back-EMF by the phase-locked loop to obtain the motor feedback speed, and controlling the motor feedback speed according to the motor feedback speed control station. The motor is described. The technical scheme provided by the invention controls the motor by expanding the feedback speed of the motor to determine the feedback speed of the motor, improves the observation accuracy of the back EMF, speeds up the dynamic response speed and anti-disturbance ability, and can quickly track the change of the rotor position and speed by using the PLL position tracker.

【技术实现步骤摘要】
一种电机控制方法、系统及电机
本专利技术涉及电机控制领域，尤其涉及一种电机控制方法、系统及电机。
技术介绍
永磁同步电动机具有结构简单，体积小、效率高、功率因数高等优点。目前，永磁同步电动机已经在冶金行业(炼铁厂和烧结厂等)、陶瓷行业(球磨机)、橡胶行业(密炼机)、石油行业(抽油机)、纺织行业(倍捻机、细纱机)等行业的中、低压电动机中获得业绩，并逐步积累设计和运行经验。永磁同步电动机的启动和运行是由定子绕组、转子鼠笼绕组和永磁体这三者产生的磁场的相互作用而形成。电动机静止时，给定子绕组通入三相对称电流，产生定子旋转磁场，定子旋转磁场相对于转子旋转在笼型绕组内产生电流，形成转子旋转磁场，定子旋转磁场与转子旋转磁场相互作用产生的异步转矩使转子由静止开始加速转动。在这个过程中，转子永磁磁场与定子旋转磁场转速不同，会产生交变转矩。当转子加速到速度接近同步转速的时候，转子永磁磁场与定子旋转磁场的转速接近相等，定子旋转磁场速度稍大于转子永磁磁场，它们相互作用产生转矩将转子牵入到同步运行状态。在同步运行状态下，转子绕组内不再产生电流。此时转子上只有永磁体产生磁场，它与定子旋转磁场相互作用，产生驱动转矩。由此可知，永磁同步电动机是靠转子绕组的异步转矩实现启动的。启动完成后，转子绕组不再起作用，由永磁体和定子绕组产生的磁场相互作用产生驱动转矩。在电机控制时，扩张状态观测器是自抗扰控制技术最重要的组成部件，其核心是将系统的不确定性和外部扰动看作一个总扰动并将其扩张成一个新状态，对其进行实时估计，然后通过反馈进行补偿，从而消除总扰动对控制系统的影响。但是现有的扩张状态观测器的精度不高，而且抗干扰能力较差。
技术实现思路
为了解决现有技术中的问题，本专利技术提供了一种电机控制方法、系统及电机。一种电机控制方法，包括：采集电机定子端三相电流；根据所述三相电流和定子电阻得到电机的两相电压；通过所述电机的两相电压确定扩展反电动势估计值；利用锁相环控制所述扩张反电动势得到电机反馈转速；根据所述电机反馈转速控制所述电机。进一步的，根据所述三相电流和定子电阻得到电机的两相电压，包括：将所述三相电流经过坐标变换，得到静止坐标系下的两相电流；根据所述两相电流和定子电阻确定电机的两相电压。进一步的，通过所述电机的两相电压确定扩展反电动势估计值，包括：通过所述电机的两相电压得到扩展反电动势；根据所述扩张反电动势构建扩张状态观测器模型，确定所述扩展反电动势估计值。进一步的，通过下式所示确定所述扩展反电动势：其中，eoα和eoβ为扩展反电动势；uα和uβ为电机的两相电压；Rs为定子电阻；iα和iβ为两相电流；Ld和Lq分别为电机的直轴电感和交轴电感；p为微分算子；wr为电机转子的角速度。进一步的，所述扩张状态观测器模型如下式所示：其中，iα和iβ为两相电流；p为微分算子；uα和uβ为电机的两相电压；A、B、k均为系数；eoα和eoβ为扩展反电动势。进一步的，根据所述扩张反电动势构建扩张状态观测器模型，确定所述扩展反电动势估计值，包括：按下式确定所述扩展反电动势估计值：其中，和为扩展反电动势估计值；和为两相电流的估计值；εα和εβ为两相电流的电流差值量；β1和β2为扩张状态观测器的可调参数；Ld和Lq分别为电机的直轴电感和交轴电感；Rs为定子电阻；为电机反馈转速。进一步的，根据所述电机反馈转速控制所述电机，包括：根据所述电机反馈转速得到直轴电流给定值和交轴电流给定值；将所述三相电流转换为直轴电流和交轴电流；通过所述直轴电流给定值、直轴电流、交轴电流给定值和交轴电流，得到电机的两相电压；将所述两相电压进行空间电压矢量脉宽调制生成SVPWM调制波，控制所述电机。进一步的，根据所述电机反馈转速得到直轴电流给定值和交轴电流给定值，包括：将电机转速给定值与所述电机反馈转速的差值进行速度调节控制，得到所述直轴电流给定值和交轴电流给定值。进一步的，将所述三相电流转换为直轴电流和交轴电流，包括：将所述三相电流经过坐标变换，得到静止坐标系下的两相电流；将所述两相电流经过坐标变换，得到旋转坐标系下的直轴电流和交轴电流。进一步的，通过所述直轴电流给定值、直轴电流、交轴电流给定值和交轴电流，得到电机的两相电压，包括：将直轴电流给定值与直轴电流的差值进行PI控制，得到电机的直轴电压；将交轴电流给定值与交轴电流差值进行PI控制，得到电机的交轴电压；将所述直轴电压和交轴电压进行坐标变换，得到静止坐标系下的电机的两相电压。一种电机控制系统，包括：采集模块，用于采集电机定子端三相电流；转换模块，用于根据所述三相电流和定子电阻得到电机的两相电压；第一计算模块，用于通过所述电机的两相电压确定扩展反电动势估计值；第二计算模块，用于利用锁相环控制所述扩张反电动势得到电机反馈转速；控制模块，用于根据所述电机反馈转速控制所述电机。进一步的，所述转换模块包括：第一转换子模块，用于将所述三相电流经过坐标变换，得到静止坐标系下的两相电流；第一确定子模块，用于根据所述两相电流和定子电阻确定电机的两相电压。进一步的，所述第一计算模块包括：第一计算子模块，用于通过所述电机的两相电压得到扩展反电动势；第二确定子模块，用于根据所述扩张反电动势构建扩张状态观测器模型，确定所述扩展反电动势估计值。进一步的，所述控制模块，用于，根据所述电机反馈转速得到直轴电流给定值和交轴电流给定值；将所述三相电流转换为直轴电流和交轴电流；通过所述直轴电流给定值、直轴电流、交轴电流给定值和交轴电流，得到电机的两相电压；将所述两相电压进行空间电压矢量脉宽调制生成SVPWM调制波，控制所述电机。一种电机，其特征在于，包括上述任意一项所述的电机控制系统。本专利技术提供的技术方案与最接近的现有技术相比具有如下优点：本专利技术提供的技术方案首先采集电机的定子端三相电流和定子电阻，然后根据三相电流和定子电阻得到电机的两相电压，再通过电机的两相电压确定扩展反电动势估计值，然后利用锁相环控制扩张反电动势得到电机反馈转速，最后根据电机反馈转速控制电机。本专利技术提供的技术方案通过扩展反电动势确定出电机的反馈转速来控制电机，提高反电势的观测精度的同时加快动态响应速度和抗扰能力，利用锁相环位置跟踪器能够快速跟踪转子位置和转速的变化。附图说明图1是本专利技术流程图；图2是本专利技术实施例中永磁同步电机控制框图；图3是本专利技术实施例中基于扩展反电动势模型的扩张状态观测器框图；图4是本专利技术实施例中锁相环位置跟踪器框图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示，本专利技术提供了一种电机控制方法，该方法包括：采集电机定子端三相电流；根据所述三相电流和定子电阻得到电机的两相电压；通过所述电机的两相电压确定扩展反电动势估计值；利用锁相环控制所述扩张反电动势得到电机反馈转速；根据所述电机反馈转速控制所述电机。在本申请实施例中，首先采集电机的定子端三相电流和定子电阻，然后根据三相电流和定子电阻得到电机的两相电压，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电机控制方法，其特征在于，包括：采集电机定子端三相电流；根据所述三相电流和定子电阻得到电机的两相电压；通过所述电机的两相电压确定扩展反电动势估计值；利用锁相环控制所述扩张反电动势得到电机反馈转速；根据所述电机反馈转速控制所述电机。

【技术特征摘要】
1.一种电机控制方法，其特征在于，包括：采集电机定子端三相电流；根据所述三相电流和定子电阻得到电机的两相电压；通过所述电机的两相电压确定扩展反电动势估计值；利用锁相环控制所述扩张反电动势得到电机反馈转速；根据所述电机反馈转速控制所述电机。2.根据权利要求1所述一种电机控制方法，其特征在于，根据所述三相电流和定子电阻得到电机的两相电压，包括：将所述三相电流经过坐标变换，得到静止坐标系下的两相电流；根据所述两相电流和定子电阻确定电机的两相电压。3.根据权利要求2所述的一种电机控制方法，其特征在于，通过所述电机的两相电压确定扩展反电动势估计值，包括：通过所述电机的两相电压得到扩展反电动势；根据所述扩张反电动势构建扩张状态观测器模型，确定所述扩展反电动势估计值。4.根据权利要求3所述的一种电机控制方法，其特征在于，通过下式所示确定所述扩展反电动势：其中，eoα和eoβ为扩展反电动势；uα和uβ为电机的两相电压；Rs为定子电阻；iα和iβ为两相电流；Ld和Lq分别为电机的直轴电感和交轴电感；p为微分算子；wr为电机转子的角速度。5.根据权利要求3所述的一种电机控制方法，其特征在于，所述扩张状态观测器模型如下式所示：其中，iα和iβ为两相电流；p为微分算子；uα和uβ为电机的两相电压；A、B、k均为系数；eoα和eoβ为扩展反电动势。6.根据权利要求5所述的一种电机控制方法，其特征在于，根据所述扩张反电动势构建扩张状态观测器模型，确定所述扩展反电动势估计值，包括：按下式确定所述扩展反电动势估计值：其中，和为扩展反电动势估计值；和为两相电流的估计值；εα和εβ为两相电流的电流差值量；β1和β2为扩张状态观测器的可调参数；Ld和Lq分别为电机的直轴电感和交轴电感；Rs为定子电阻；为电机反馈转速。7.根据权利要求1所述的一种电机控制方法，其特征在于，根据所述电机反馈转速控制所述电机，包括：根据所述电机反馈转速得到直轴电流给定值和交轴电流给定值；将所述三相电流转换为直轴电流和交轴电流；通过所述直轴电流给定值、直轴电流、交轴电流给定值和交轴电流，得到电机的两相电压；将所述两相电压进行空间电压矢量脉宽调制生成SVPWM调制波，控制所述电机。8.根据权利要求7所述的一种电机控制方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭清风，张有林，宋泽琳，米雪涛，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44