一种转子磁场定向偏差在线校正方法和装置制造方法及图纸

本申请公开了一种转子磁场定向偏差在线校正方法和装置，以提高转子磁场定向准确性。该方法包括：利用磁链观测器获取转子磁链幅值观测值

【技术实现步骤摘要】
一种转子磁场定向偏差在线校正方法和装置
本专利技术涉及基于转子磁场定向的异步电机矢量控制
，更具体地说，涉及一种转子磁场定向偏差在线校正方法和装置。
技术介绍
基于转子磁场定向的异步电机矢量控制将定子电流解耦成励磁电流和转矩电流，实现了转子磁链和转矩的独立控制，具有良好的控制性能。转子磁场定向准确是异步电机矢量控制获得良好控制性能的关键，转子磁场定向角度与转子磁场实际角度之间的偏差越大，控制性能就越差。因此，有必要对转子磁场定向偏差进行在线校正。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种转子磁场定向偏差在线校正方法和装置，以提高转子磁场定向准确性，从而保证基于转子磁场定向的异步电机矢量控制获得良好控制性能。一种转子磁场定向偏差在线校正方法，包括：在基于转子磁场定向的异步电机矢量控制中，利用磁链观测器获取转子磁链幅值观测值根据转子磁链幅值观测值确定当前电机互感Lm，根据公式计算当前电机互感Lm下对应的稳态转子磁链幅值i*d为异步电机定子d轴给定电流；计算稳态转子磁链幅值与转子磁链幅值观测值之间的偏差iq为异步电机定子q轴反馈电流；由PI调节器或积分器对偏差放大后得到补偿角度θc，补偿角度θc叠加当前转子磁场定向角度作为校正后的转子磁场定向角度。可选的，所述根据转子磁链幅值观测值确定当前电机互感Lm，包括：基于离线标定出的电机互感Lm与转子磁链幅值观测值之间的数据对应关系表，根据转子磁链幅值观测值查表得到当前电机互感Lm。可选的，所述获取转子磁链幅值观测值包括：获取由自适应全阶状态观测器观测到的转子磁链幅值可选的，所述计算稳态转子磁链幅值与转子磁链幅值观测值之间的偏差后，还包括：对偏差进行死区处理得到偏差计算公式为其中为设定阈值；对应的，所述由PI调节器或积分器对偏差放大后得到补偿角度θc，替换为：由PI调节器或积分器对偏差放大后得到补偿角度θc。可选的，所述替换为：为设定阈值。可选的，所述由PI调节器或积分器对偏差放大后得到补偿角度θc后，还包括：对补偿角度θc进行限幅处理。一种转子磁场定向偏差在线校正装置，包括：观测值获取单元，用于在基于转子磁场定向的异步电机矢量控制中，利用磁链观测器获取转子磁链幅值观测值期望值计算单元，用于根据转子磁链幅值观测值确定当前电机互感Lm，根据公式计算当前电机互感Lm下对应的稳态转子磁链幅值i*d为异步电机定子d轴给定电流；偏差计算单元，用于计算稳态转子磁链幅值与转子磁链幅值观测值之间的偏差iq为异步电机定子q轴反馈电流；校正单元，用于由PI调节器或积分器对偏差放大后得到补偿角度θc，补偿角度θc叠加当前转子磁场定向角度作为校正后的转子磁场定向角度。可选的，所述观测值获取单元具体用于基于离线标定出的电机互感Lm与转子磁链幅值观测值之间的数据对应关系表，根据转子磁链幅值观测值查表得到当前电机互感Lm。可选的，所述观测值获取单元具体用于获取由自适应全阶状态观测器观测到的转子磁链幅值可选的，所述转子磁场定向偏差在线校正装置还包括：限幅单元，用于对补偿角度θc进行限幅处理。从上述的技术方案可以看出，本专利技术根据转子磁链幅值的期望值与观测值之间的偏差确定转子磁场定向偏差，通过对转子磁链幅值的期望值与观测值之间的偏差进行闭环调节来间接实现转子磁场定向偏差的闭环校正。而且，所述期望值的确定仅利用电机互感参数获得，也即是说本专利技术利用非常少的电机参数实现了转子磁场定向偏差在线校正，从而尽量避免了电机参数随外界环境变化所导致的校正精度降低。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例公开的一种基于转子磁场定向的异步电机无速度传感器矢量控制系统框图；图2为本专利技术实施例公开的一种转子磁场定向偏差在线校正方法流程图；图3为本专利技术实施例公开的一种自适应全阶状态观测器结构示意图；图4为本专利技术实施例公开的又一种转子磁场定向偏差在线校正方法流程图；图5为本专利技术实施例公开的一种转子磁场定向偏差在线校正装置结构示意图；图6为本专利技术实施例公开的又一种转子磁场定向偏差在线校正装置结构示意图。具体实施方式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，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，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。本专利技术实施例公开的转子磁场定向偏差在线校正方法和装置，应用于基于转子磁场定向的异步电机矢量控制系统，例如图1所示基于转子磁场定向的异步电机无速度传感器矢量控制系统。图1所示基于转子磁场定向的异步电机无速度传感器矢量控制系统，具体内容如下：异步电机定子d、q轴给定电流i*d和i*q以及异步电机定子d、q轴反馈电流id和iq通过dq轴电流调节器运算得到异步电机定子d、q轴给定电压u*d和u*q，u*d和u*q经过反park变换(即从dq坐标系到αβ坐标系的变换)得到异步电机定子α、β轴给定电压u*α和u*β，u*α和u*β通过SVPWM模块转换成三相占空比，所述三相占空比叠加死区补偿模块输出的补偿占空比，得到最终的三相占空比信号控制逆变器功率管的开通和关断。其中，所述死区补偿模块的输入信号为三相定子电流通过clark变换(即从abc坐标系到α-β坐标系的变换)得到的异步电机定子α、β轴反馈电流iα和iβ；id和iq由iα和iβ通过park变换(即从α-β坐标系到d-q坐标系的变换)得到。iα和iβ以及异步电机定子α、β轴给定电压u*α和u*β通过转速、磁链观测器观测得到电机转速以及转子磁链α、β轴分量和和输入幅值、角度计算模块中，将和进行矢量求和得到转子磁链幅值观测值通过反正切函数或锁相环计算得到转子磁场定向角度叠加本专利技术在线校正得到的补偿角度θc从而获得准确的转子磁场定向角度用于上述park变换、反park变换，实现了高性能、高可靠性的异步电机无速度传感器矢量控制。由于转子磁场定向角度偏差会影响异步电机d、q轴实际电流的分配，使得实际励磁电流偏离期望励磁电流，从而实际转子磁链幅值会偏离期望转子磁链幅值，所以转子磁场定向偏差会通过转子磁链幅值期望值与转子磁链幅值观测值之间的偏差进行体现。基于此，本专利技术实施例根据与之间的偏差确定当前需要的补偿角度θc，通过转子磁链观测器闭环调节转子磁链幅值来实现转子磁场定向偏差的闭环校正。基于以上描述，本专利技术实施例公开的一种转子磁场定向偏差在线校正方法如图2所示，包括：...

【技术保护点】
1.一种转子磁场定向偏差在线校正方法，其特征在于，包括：/n在基于转子磁场定向的异步电机矢量控制中，利用磁链观测器获取转子磁链幅值观测值

【技术特征摘要】
1.一种转子磁场定向偏差在线校正方法，其特征在于，包括：
在基于转子磁场定向的异步电机矢量控制中，利用磁链观测器获取转子磁链幅值观测值
根据转子磁链幅值观测值确定当前电机互感Lm，根据公式计算当前电机互感Lm下对应的稳态转子磁链幅值i*d为异步电机定子d轴给定电流；
计算稳态转子磁链幅值与转子磁链幅值观测值之间的偏差iq为异步电机定子q轴反馈电流；
由PI调节器或积分器对偏差放大后得到补偿角度θc，补偿角度θc叠加当前转子磁场定向角度作为校正后的转子磁场定向角度。


2.根据权利要求1所述的转子磁场定向偏差在线校正方法，其特征在于，所述根据转子磁链幅值观测值确定当前电机互感Lm，包括：
基于离线标定出的电机互感Lm与转子磁链幅值观测值之间的数据对应关系表，根据转子磁链幅值观测值查表得到当前电机互感Lm。


3.根据权利要求1所述的转子磁场定向偏差在线校正方法，其特征在于，所述获取转子磁链幅值观测值包括：
获取由自适应全阶状态观测器观测到的转子磁链幅值


4.根据权利要求1所述的转子磁场定向偏差在线校正方法，其特征在于，所述计算稳态转子磁链幅值与转子磁链幅值观测值之间的偏差后，还包括：对偏差进行死区处理得到偏差计算公式为



其中为设定阈值；
对应的，所述由PI调节器或积分器对偏差放大后得到补偿角度θc，替换为：由PI调节器或积分器对偏差放大后得到补偿角度θc。


5.根据权利要求1所述的转子磁场定向偏差在线校正方...

【专利技术属性】
技术研发人员：周鹏，陈文杰，曹朋朋，
申请(专利权)人：阳光电源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34