本发明专利技术公开了一种直线感应电机恒转差频率矢量控制方法，所述方法包括：检测直线感应电机转子转速，结合给定转差频率电角速度Ｗｓｌ，计算转子磁链空间位置角度θｓ；由所述转子磁链空间位置角度θｓ和所述给定转差频率电角速度Ｗｓｌ，结合给定的转矩Ｔ和转子时间常数Ｔｒ，计算励磁电压Ｕｓｍ和转矩电压Ｕｓｔ；脉冲调制所述励磁电压Ｕｓｍ和转矩电压Ｕｓｔ、以及电源输出的直流电压，生成调制脉冲；根据所述调制脉冲，将电源输出的直流电压转化为交流电，供给直线感应电机。本发明专利技术还公开了一种直线感应电机恒转差频率矢量控制系统。采用本发明专利技术所述直线感应电机恒转差频率矢量控制方法及系统，能够实现直线感应电机的恒转差频率矢量控制。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电机矢量控制领域，特别是涉及一种直线感应电机恒转差频率 矢量控制方法及系统。技术背景一般电动机工作时都是旋转的。用旋转的电机驱动的交通工具(比如电动 机车和城市中的电车等)做直线运动时，需要在所述旋转电机中增加把旋转运 动变为直线运动的一套装置，组成直线运动驱动装置。近年来，随着自动控制技术和微型计算机的高速发展，对各类自动控制系 统的定位精度提出了更高的要求，在这种情况下，传统的旋转电机加上一套变 换机构组成的直线运动驱动装置，已经远不能满足现代控制系统的要求。为此， 近年来世界许多国家都在研究、发展和应用直线感应电机，使得直线感应电机 的应用领域越来越广。直线感应电机可以认为是旋转电机在结构方面的一种变形，它可以看作是 一台旋转电机沿其径向剖开，然后拉平演变而成。在直线感应电机中，相当于旋转电机定子的，叫初级；相当于旋转电机转子的，叫次级。初级中通以交流， 次级就在电磁力的作用下沿着初级做直线运动。参见图1，为现有技术中直线感应电机电流矢量控制系统结构图。所述直线感应电机电流矢量控制系统具体包括给定单元11、频率控制 单元12、电流控制单元13、脉冲调制单元14以及逆变单元15。所述给定单元11,包括转矩给定单元111和转子时间常数给定单元112。 所述转矩给定单元111和转子时间常数给定单元112,分别用于提供所述直线 感应电机16的给定转矩T和给定转子时间常数Tr。所述电流控制单元13,包括"险测电流获取单元131、给定电流获取单元 132、第一减法单元133、第二减法单元134以及PI调节单元135。所述给定电流获取单元132接收所述给定单元11给定的转矩T和转子时 间常数Tr,计算得到励-磁电流给定值Im—ref和转矩电流给定值It—ref。所述励磁电流给定值Im_ref和转矩电流给定值It—ref由如下公式计算得到<formula>formula see original document page 6</formula> ( 1 )<formula>formula see original document page 6</formula>(2) 其中，MFn为转子磁链给定值；Lr为电机转子电感系数；Pn为极对数；Lm为电才几互感系凄t。所述检测电流获取单元131,检测得到供给所述直线感应电机16的定子电流检测值，结合接收自所述频率控制单元12的转子磁链空间位置角度0s,将所述定子电流检测值分解为励》兹电流纟企测值Im—act和转矩电流4企测值It—act-所述第一减法单元133的正输入端接收所述励》兹电流给定值Im—ref,负输 入端接收所述励磁电流检测值Im—act,其输出端输出二者差值至所述PI调节 单元135。所述第二减法单元134的正输入端接收所述转矩电流给定值It—ref,负输 入端接收所述转矩电流^r测值It—act,其输出端输出二者差值至所述PI调节单 元135。所述PI调节单元135,用于分别接收所述第一减法单元133和所述第二 减法单元134输出的差值，并分别对所述差值进行PI调节，得到励磁电压Usm 和转矩电压Ust。所述频率控制单元12，包括转差频率电角速度获取单元121、机械角速度 获取单元122、定子频率电角度获取单元123以及转子磁链空间位置角度获取 单元124。所述转差频率电角速度获取单元121接收所述转子时间常数给定单元11输出的给定转子时间常数Tr、和所述电流控制单元13输出的励磁电流检测值Im—act和转矩电流检测值It—act,计算得到转差频率电角速度Wsl。所述转差频率电角速度Wsl通过如下公式计算得到<formula>formula see original document page 6</formula>( 3 ) 此时有<formula>formula see original document page 6</formula>所述机械角速度获取单元122,检测得到直线感应电机16的转子转速， 并转化为机械角速度Wr。所述定子频率电角度获取单元123,将所述机械角速度Wr乘以极对数Pn, 再与所述转差频率电角速度Wsl相加，得到定子频率电角度Ws。所述转子磁链空间位置角度获取单元124,对所述定子频率电角度Ws积分，得到转子磁链空间位置角度es。所述脉冲调制单元14,包括电压坐标转换单元141、 PWM脉冲调制单元142。所述电压坐标转换单元141根据所述转子石兹链空间位置角度es将所述转矩电压Usm和励磁电压Ust转化为静止两相坐标系上的控制电压量Usa和 Usb。所述PWM脉冲调制单元142,对所述控制电压量Usa和Usb进行脉冲调 制，生成调制脉沖。所述逆变单元15,才艮据所述调制脉沖，将电源母线输出的直流电压转化 为交流电，输出至直线感应电才几16。现有技术中所述直线感应电机电流矢量控制系统，所述转差频率电角速度 Wsl由励磁电流检测值Im—act和转矩电流检测值It—act、以及给定转子时间常 数Tr计算得到。在直线感应电机矢量控制中，励磁电流检测值Im—act是保持 不变的，转矩电流检测值It—act随给定转矩T的变化而变化。因而转差频率电 角速度Wsl也会随给定转矩T的变化而变化，无法保持恒定。用于磁悬浮列车的直线感应电机系统存在一个最优的转差频率电角速度 值，只有运行在所述最优转差频率电角速度值上，才能保证直线感应电机产生 的推力较大且法向力在预定允许的范围内波动，使系统正常运行。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种直线感应电机恒转差频率矢量控 制方法及系统，以实现直线感应电机的恒转差频率矢量控制。本专利技术提供了一种直线感应电机恒转差频率矢量控制方法，所述方法包 括检测直线感应电机转子转速，结合给定转差频率电角速度Wsl，计算转子 磁链空间位置角度0s;由所述转子磁链空间位置角度es和所述给定转差频率 电角速度Wsl,结合给定的转矩T和转子时间常数Tr,计算励磁电压Usm和 转矩电压Ust;脉冲调制所述励磁电压Usm和转矩电压Ust、以及电源输出的直流电压，生成调制脉冲；根据所述调制脉沖，将电源输出的直流电压转化为 交流电，供给直线感应电才几。其中，计算励磁电压Usm和转矩电压Ust具体包括由给定转差频率电 角速度Wsl,结合给定的转矩T和转子时间常数Tr,计算励磁电流给定值Im一ref 和转矩电流给定值It—ref;利用所述转子磁链空间位置角度0s，分解定子电流 检测值为励磁电流检测值Im—act和转矩电流检测值It一act;分别用所述励磁电 流给定值Im—ref和转矩电流给定值It—ref减去所述励,兹电流纟企测值Im一act和 转矩电流^r测值It—act，得到的差值经过PI调节，得到励磁电压Usm和转矩 电压Ust。其中，所述励磁电流给定值Im—ref和转矩电流给定值It_ref按如下计算方 式获得其中，Lr为电机转子电感系数；Pn为极对数；Lm为电机互感系数。其中，所述给定转差频率电角速度Wsl为预设最优值；在结合给定转差频 率电角速度Wsl，计算转子磁链空间位置角度0s之前进本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种直线感应电机恒转差频率矢量控制方法，其特征在于，所述方法包括：检测直线感应电机转子转速，结合给定转差频率电角速度Ｗｓｌ，计算转子磁链空间位置角度θｓ；由所述转子磁链空间位置角度θｓ和所述给定转差频率电角速度Ｗｓｌ，结合给定的转矩Ｔ和转子时间常数Ｔｒ，计算励磁电压Ｕｓｍ和转矩电压Ｕｓｔ；脉冲调制所述励磁电压Ｕｓｍ和转矩电压Ｕｓｔ、以及电源输出的直流电压，生成调制脉冲；根据所述调制脉冲，将电源输出的直流电压转化为交流电，供给直线感应电机。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘可安，尚敬，杨大成，梅文庆，
申请(专利权)人：株洲南车时代电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]
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