电机反电动势常数辨识控制方法技术

本发明专利技术涉及空调控制技术领域，公开了一种电机反电动势常数辨识控制方法，解决变频电机反电动势常数的自动获取问题。本发明专利技术概括起来为：通过控制电机转速三个阶段的加速度和加速时间,根据电机转子负载转矩波动的周期性,采样每个阶段负载转矩每个波动周期对应的电机d/q轴电流,并根据电机转矩与电流关系及电机动力学方程模型，获得电机反电动势常数。本发明专利技术适用于确定空调的电机反电动势常数。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及空调控制技术，特别涉及电机反电动势常数辨识控制方法。
技术介绍
传统的变频电机控制技术，需要电机厂家提供电机反电动势常数等参数，这是由电机控制模型决定的，其中r为电机的相电阻，Ld、Lq分别为电机d/q轴电感，KE为电机反电动势常数，ω为电机当前运行角速度，Vd、Vq分别为电机d/q轴电压，Id、Iq分别为电机d/q轴电流。当需要对大量的不同电机进行控制时，常常把电机参数存储在类似EEPROM中，保留控制程序不变，能够解决对不同压缩机等电机的控制，但这一方法存在如下技术问题：一是需要EEPROM，增加硬件成本，二是，当用户的变频空调出现问题，需要维修时，如果此时采用新的控制电路或者新的控制软件进行替换原来的控制板时，可能并不知道电机的具体参数，无法快速实现对电机控制电路及控制软件的替代。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：提供一种电机反电动势常数辨识控制方法，解决变频电机反电动势常数的自动获取问题。为解决上述问题，本专利技术采用的技术方案是：通过控制电机转速三个阶段的加速度和加速时间,根据电机转子负载转矩波动的周期性,采样每个阶段负载转矩每个波动周期对应的电机d/q轴电流,并根据电机转矩与电流关系及电机动力学方程模型，获得电机反电动势常数。进一步的，根据电机负载转矩随电机转速对应的周期时间和电机转子位置成周期性波动性质，其波动周期与电机转速周期相同，利用在电机转数不变的条件下，对电机负载转矩一个周期的积分值相同的特点，获得电机反电动势常数公式。进一步的，本专利技术的具体步骤包括：a)、设置电流采样频率fs，控制电机从停止状态加速到转速为f0状态，按照公式:四舍五入取整,获得计数值m,其中n为正整数；b)、按照第一加速度ρ1控制电机运行,依据采样频率fs对电机d/q轴电流进行采样,共获得m个电流Id1i、Iq1i,i＝1,2,......m,进而获得c)、按照第二加速度ρ2控制电机运行,依据采样频率fs对电机d/q轴电流进行采样,共获得m个电流Id2i、Iq2i,i＝1,2,......m,进而获得d)、按照第三加速度ρ3控制电机运行,依据采样频率fs对电机d/q轴电流进行采样,获得m个电流Id3i、Iq3i,i＝1,2,......m,进而获得e)、按照公式计算获得电机反电动势常数KE，其中Ld、Lq分别为电机d/q轴电感。一般的，上述n＝1。本专利技术的有益效果是：本专利技术可以在不知道电机转动惯量J，电机负载转矩Tl，电机运行粘滞摩擦系数Bm，以及电机极对数p的条件下，获得电机反电动势常数KE，用于控制参数的设置和对不同压缩机的控制配置，达到正确驱动控制电机的目的。附图说明图1为电机加速控制示意图；图2电机负载转矩随时间波动示意图。具体实施方式在不知道电机转动惯量J，电机负载转矩Tl，电机运行粘滞摩擦系数Bm，以及电机极对数p的条件下，本专利技术通过控制电机转速由停止状态加速到指定的转速f0Hz,由ω0＝2πf0获得对应的角速度ω0，单位为rad/s即弧度/秒,如图1所示,当电机转速达到ω0后,控制电机按照指定的第一加速度ρ1加速运行,运行时间为其中n为正整数，下同。即加速运行时间为当前电机运行周期时间的整数倍，检测记录此过程中的d/q轴电流Id、Iq和电机控制力矩Te。接着继续控制电机按照指定的第二加速度ρ2加速运行,加速运行时间相同检测记录此时过程中的d/q轴电流Id、Iq和电机控制力矩Te，再继续控制电机按照指定的第三加速度ρ3加速运行,加速运行时间相同检测记录此时过程中的d/q轴电流Id、Iq和电机控制力矩Te，最终通过公式计算获取电机反电动势常数KE。由电机动力学方程：Jdωdt=Te-Tl-Bmω---(1)]]>其中J为电机转动惯量，Te为转矩，Tl为负载转矩，Bm为粘滞摩擦系数，而ω为电机机械角速度。设则(1)式两边同时乘以dt并对时间段ΔT积分得：∫tt+ΔTJρdt=∫tt+ΔTTedt-∫tt+ΔTTldt-∫tt+ΔTBmωdt---(2)]]>由于电机负载转矩随着电机转数呈周期性变化，如图2所示，对于图2所示单转子电机负载转矩特性曲线，电机负载转矩周期性变化特别明显，其波动周期和波动幅度与电机转数和电机转子位置有关。如果(2)式中的积分时间ΔT恰好为负载转矩周期时间，则当电机转速变化不大的条件下，则基本为一常数，并且积分时间的起点可以任意选择，如图2所示，令同样，由于Bm为很小的常数，在电机转数变化很小的条件下，假设电机转数为ω0，则为此，把(2)式重新写成(3)式形式：其中Ts为采样周期对应的时间。Tei为第i次电机转矩数值。则:JρΔT=TsΣi=1nTei-C1-C2---(3)]]>对于图1所示的加速曲线，在t0～t1时间内，电机以升速速率运行，在t1～t2时间内，电机以升速速率运行,t2～t3时间内，电机以升速速率运行,根据(3)式，分别获得如下方程：Jρ1T1=TsΣi=1m1Te1i-C1-C2,m1Ts=T1---(4)]]>Jρ2T2=TsΣi=1m2Te2i-C1-C2,m2Ts=T2---(5)]]>Jρ3T3=TsΣi=1m3Te3i-C1-C2,m3Ts=T3---(6)]]>其中m1/m2/m3为正整数。考虑到图1所示的加速曲线中，由于加速时间T1、T2、T3极短，电机转速ω0、ω1、ω2差别不大，并且令则得：Jρ1T=TsΣi=1mTe1i-C1-C2,Σi=1mTs=T---(7)]]>Jρ2T=TsΣi=1mTe2i-C1-C2,Σi=1mTs=T---(8)]]>Jρ3T=TsΣi=1mTe3i-C1-C2,Σi=1mTs=T---(9)]]>(8)式前去(7)式得：J(ρ2-ρ1)T=TsΣi=1m(Te2i-Te1i)---(10)]]>(9)式前去(8)式得：J(ρ3-ρ2)T=TsΣi=1m(Te3i-Te2i)---(11)]]>(11)式除以(10)式得：ρ3-ρ2ρ2-ρ1=Σi=1m(Te3i-Te2i)Σi=1m(Te2i-Te1i)---(12)]]>电机转矩Te由下式确定：Te=32p[KE+(Ld-Lq)Id]Iq---(13)]]>其中p为电机，Ld、Lq分别为电机d/q轴电感，KE为电机反电动势常数，Id、Iq分别为电机d/q轴电流。(13)式代入(12)式得：ρ3-ρ2ρ2-ρ1=Σi=1m(KE+(Ld-Lq)Id3i)Iq3i-Σi=1m(KE+(Ld-Lq)Id2i)Iq2iΣi=1m(KE+(Ld-Lq)Id2i)I本文档来自技高网...

【技术保护点】
电机反电动势常数辨识控制方法，其特征在于，通过控制电机转速三个阶段的加速度和加速时间,根据电机转子负载转矩波动的周期性,采样每个阶段负载转矩每个波动周期对应的电机d/q轴电流,并根据电机转矩与电流关系及电机动力学方程模型，获得电机反电动势常数。

【技术特征摘要】
1.电机反电动势常数辨识控制方法，其特征在于，通过控制电机转速三个阶段的加速度和加速时间,根据电机转子负载转矩波动的周期性,采样每个阶段负载转矩每个波动周期对应的电机d/q轴电流,并根据电机转矩与电流关系及电机动力学方程模型，获得电机反电动势常数。2.根据权利要求1所述的电机反电动势常数辨识控制方法，其特征在于，根据电机负载转矩随电机转速对应的周期时间和电机转子位置成周期性波动性质，其波动周期与电机转速周期相同，利用在电机转数不变的条件下，对电机负载转矩一个周期的积分值相同的特点，获得电机反电动势常数公式。3.根据权利要求1或2所述的电机反电动势常数辨识控制方法，其特征在于，具体步骤包括：a)、设置电流采样频率fs，控制电机从停止状态加速到转速为f0状态，按...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈跃，涂小平，刘启武，唐婷婷，朱绯，任艳华，王璠，
申请(专利权)人：四川长虹电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51